Zvažte elektronickou strukturu atomu železa a jeho umístění v periodické tabulce. Odhalíme základní fyzikální a chemické vlastnosti tohoto prvku, oblast použití.
Pozice v PS
Železo je d-prvek skupiny 8 (stranapodskupiny). Má sériové číslo 26, relativní atomovou hmotnost - 56, jeho atom obsahuje 26 protonů, 26 elektronů a také 30 neutronů. Tento kov má průměrnou chemickou aktivitu a vykazuje redukční vlastnosti. Typické oxidační stavy: +2, +3.
Vlastnosti struktury atomu
Jaký je elektronický diagram struktury atomu železa? Pokud vezmeme v úvahu rozdělení elektronů podle energetických úrovní, dostaneme následující možnost:
2e; 8e; 14 e; 2e. Tato struktura elektronového obalu atomu železa naznačuje jeho umístění v sekundární podskupině a potvrzuje jeho příslušnost k d-skupině prvků.
Být v přírodě
Železo je jedním z nejvícechemické prvky běžné v přírodě. V zemské kůře je její procento přibližně 5,1%. Ve velkém množství jsou v útrobách naší planety přítomny pouze tři prvky: křemík, hliník, kyslík.
Železné rudy se nacházejí v různých oblastech Země.Alchymisté objevili sloučeniny tohoto kovu v půdě. Při výrobě železa se vybírají rudy, jejichž obsah přesahuje 30 procent.
Magnetická železná ruda obsahuje asi sedmdesátdvě procenta kovu. Hlavní ložiska magnetitu se nacházejí v kurské magnetické anomálii, stejně jako na jižním Uralu. V krevním kameni dosahuje procento železa 65 procent. Hematit byl nalezen v oblasti Krivoj Rog.
Význam pro rostliny a zvířata
Jakou roli hraje železo v živých organismech?Struktura atomu vysvětluje jeho redukční vlastnosti. Tento chemický prvek je součástí hemoglobinu a dodává mu charakteristickou červenou barvu. Asi tři gramy čistého železa, z nichž většina je obsažena v hemoglobinu, se nacházejí v těle dospělého. Hlavním účelem je přenos aktivního kyslíku do tkání z plic a odstranění výsledného oxidu uhličitého.
Rostliny také potřebují tento kov.Jako součást cytoplazmy se aktivně účastní procesů fotosyntézy. Pokud rostlina nemá dostatek železa, jsou její listy bílé barvy. Při minimálním krmení solemi železa listy rostlin zezelenají.
Fyzikální vlastnosti
Zkoumali jsme strukturu atomu železa.Diagram potvrzuje přítomnost kovového lesku v tomto prvku (existují valenční elektrony). Stříbřitě bílý kov má poměrně vysokou teplotu tání (1539 stupňů Celsia). Díky své dobré tažnosti lze tento kov snadno válcovat, lisovat a kovat.
Schopnost železa magnetizovat a demagnetizovat z něj činí vynikající materiál pro výrobu silných elektromagnetických jader v různých přístrojích a elektrických strojích.
Jak aktivní je železo?Struktura atomu ukazuje přítomnost dvou elektronů na vnější úrovni, které budou darovány v průběhu chemické reakce. Pro zvýšení jeho tvrdosti a pevnosti se provádí další válcování a kalení kovu. Takové procesy nejsou doprovázeny změnou struktury atomu.
Železné odrůdy
Elektronická struktura atomu železa, jejíž schémadiskutované výše vysvětluje jeho chemické vlastnosti. V technicky čistém kovu, kterým je nízkouhlíková ocel, je hlavní složkou železo. Asi 0,04 procenta uhlíku bylo identifikováno jako nečistoty, byly přítomny také fosfor, dusík a síra.
Chemicky čisté železo v exteriéruparametry jsou podobné platině. Je vysoce odolný proti korozním procesům a odolný vůči kyselinám. Při nejmenším vniknutí nečistot do čistého kovu zmizí jeho jedinečné vlastnosti.
Možnosti příjmu
Svědčí o tom struktura atomů hliníku a železao příslušnosti amfoterního hliníku k hlavní podskupině, možnosti jeho použití v procesu oddělování železa od jeho oxidů. Alumotermie prováděná při zvýšených teplotách umožňuje separaci čistého kovu od přírodních rud. Kromě hliníku jsou jako silná redukční činidla vybrána vodík, oxid uhelnatý (2) a uhlí.
Vlastnosti chemických vlastností
Jaké jsou chemické vlastnosti železa? Struktura atomu vysvětluje jeho reduktivní aktivitu. Železo se vyznačuje tvorbou dvou sérií sloučenin s oxidačními stavy +2, +3.
Proces rezivění probíhá ve vlhkém vzduchu(koroze) kovu, což vede k tvorbě hydroxidu železa (3). Zahřátý železný drát reaguje s kyslíkem za vzniku černého prášku oxidu železa (2,3), který se nazývá železná stupnice.
Při vysokých teplotách je kov schopen interagovat s vodní párou a vytvářet směsný oxid. Proces je doprovázen vývojem vodíku.
K reakci s nekovy dochází pouze při předehřátí výchozích složek.
Železo lze rozpustit ve zředěné kyselině sírové nebo chlorovodíkové bez předehřátí směsi. Koncentrovaná kyselina sírová a chlorovodíková pasivují tento kov.
Jaké další chemické vlastnosti má železo?Struktura atomu daného prvku označuje jeho průměrnou aktivitu. To je potvrzeno uspořádáním železa na vodík (H2) v sérii napětí. V důsledku toho může vytěsnit ze solí všechny kovy umístěné vpravo v sérii Beketov. Takže při reakci s chloridem měďnatým (2), prováděné za zahřívání, se uvolní čistá měď a získá se roztok chloridu železitého (2).
Převážná část veškerého železa se používá vvýroba železa a oceli. V litině je procento uhlíku 3-4 procenta, v oceli - ne více než 1,4 procenta. Tento nekov funguje jako prvek, který zvyšuje pevnost spoje. Kromě toho má pozitivní vliv na korozní vlastnosti slitin a zvyšuje odolnost materiálu proti vysokým teplotám.
Vanadová aditiva jsou nutná ke zvýšení mechanické pevnosti oceli. Chrom zvyšuje odolnost vůči agresivním chemikáliím.
Feromagnetické vlastnosti této chemické látkyprvek je v poptávce v průmyslových zařízeních, která zahrnují elektromagnety. Kromě toho našlo železo své uplatnění v suvenýrském průmyslu. Na jejím základě se vyrábějí různé suvenýry, například barevné magnety na lednici.
Síla a tvárnost umožňují použití kovu k vytvoření brnění, různých typů zbraní.
Chlorid železitý (3) se používá k čištění vody znečistoty. V medicíně se 26. prvek periodického systému Mendělejeva používá při léčbě nemocí, jako je anémie. V případě nedostatku červených krvinek dochází rychle k únavě, pokožka získá nepřirozenou bledou barvu. Přípravky železa pomáhají takový problém odstranit, vrátit tělu plnou aktivitu. Železo má zvláštní význam pro činnost štítné žlázy a jater. Aby se zabránilo vážným problémům v lidském těle, stačí konzumovat asi 20 mg tohoto kovu denně.
