Considérez la structure électronique de l'atome de fer, ainsi que son emplacement dans le tableau périodique. Identifions les propriétés physiques et chimiques de base de cet élément, le domaine d'utilisation.
Position dans le PS
Le fer est un élément d du groupe 8 (un côtésous-groupes). Il a un numéro de série 26, une masse atomique relative de 56, son atome contient 26 protons, 26 électrons et 30 neutrons. Ce métal a une activité chimique moyenne et présente des propriétés réductrices. États d'oxydation typiques: +2, +3.
Caractéristiques de la structure de l'atome
Quel est le schéma électronique de la structure de l'atome de fer? Si nous considérons la distribution des électrons par niveaux d'énergie, nous obtenons l'option suivante:
2e; 8e; 14 e; 2e. Une telle structure de la couche électronique de l'atome de fer indique sa localisation dans un sous-groupe secondaire, confirme son appartenance à la famille des éléments.
Être dans la nature
Le fer est l'un des pluséléments chimiques communs dans la nature. Dans la croûte terrestre, son pourcentage est d'environ 5,1%. En grande quantité, seuls trois éléments sont présents dans les entrailles de notre planète: le silicium, l'aluminium, l'oxygène.
Les minerais de fer se trouvent dans différentes régions de la Terre. Les alchimistes ont découvert des composés de ce métal dans les sols. Dans la production de fer, on sélectionne des minerais dont la teneur dépasse 30 pour cent.
Le minerai de fer magnétique contient environ soixante-dixdeux pour cent de métal. Les principaux gisements de magnétite sont situés dans l'anomalie magnétique de Koursk, ainsi que dans le sud de l'Oural. Dans les calculs sanguins, le pourcentage de fer atteint 65%. De l'hématite a été trouvée dans la région de Krivoy Rog.
Importance pour les plantes et les animaux
Quel rôle joue le fer dans les organismes vivants? La structure de l'atome explique ses propriétés réductrices. Cet élément chimique fait partie de l'hémoglobine, ce qui lui donne sa couleur rouge caractéristique. Environ trois grammes de fer pur, dont la plupart est inclus dans l'hémoglobine, se trouvent dans le corps d'un adulte. L'objectif principal est le transfert d'oxygène actif aux tissus des poumons, ainsi que l'élimination du dioxyde de carbone résultant.
Les plantes ont également besoin de ce métal. Faisant partie du cytoplasme, il prend une part active aux processus de photosynthèse. Si la plante n'a pas assez de fer, ses feuilles sont de couleur blanche. Avec une alimentation minimale avec des sels de fer, les feuilles des plantes deviennent vertes.
Propriétés physiques
Nous avons examiné la structure de l'atome de fer. Le diagramme confirme la présence d'un éclat métallique dans cet élément (il y a des électrons de valence). Le métal blanc argenté a un point de fusion assez élevé (1539 degrés Celsius). En raison de sa bonne plasticité, ce métal est facile à rouler, estamper et forger.
La capacité du fer à magnétiser et démagnétiser en a fait un excellent matériau pour la production de noyaux d'électroaimants puissants dans divers appareils et machines électriques.
À quel point le fer est-il actif? La structure de l'atome montre la présence de deux électrons au niveau externe, qui seront donnés lors d'une réaction chimique. Pour augmenter sa dureté et sa résistance, un laminage et une trempe supplémentaires du métal sont effectués. De tels processus ne s'accompagnent pas d'un changement de la structure de l'atome.
Variétés de fer
La structure électronique de l'atome de fer, dont le schémadiscuté ci-dessus explique ses caractéristiques chimiques. Dans un métal techniquement pur, qui est un acier à faible teneur en carbone, le composant principal est le fer. Environ 0,04% de carbone a été identifié comme des impuretés, du phosphore, de l'azote et du soufre sont également présents.
Fer chimiquement pur dans son externeparamètres similaires au platine. Il est très résistant à la corrosion et aux acides. A la moindre introduction d'impuretés dans un métal pur, ses caractéristiques uniques disparaissent.
Options de réception
La structure des atomes d'aluminium et de fer témoignesur l'appartenance de l'aluminium amphotère au sous-groupe principal, la possibilité de l'utiliser dans le processus de séparation du fer de ses oxydes. L'alumothermie, réalisée à des températures élevées, permet la séparation du métal pur des minerais naturels. En plus de l'aluminium, l'hydrogène, le monoxyde de carbone (2) et le charbon sont choisis comme agents réducteurs puissants.
Caractéristiques des propriétés chimiques
Quelles sont les propriétés chimiques du fer? La structure de l'atome explique son activité réductrice. Le fer est caractérisé par la formation de deux séries de composés avec des états d'oxydation de +2, +3.
Le processus de rouille a lieu dans l'air humide(corrosion) du métal, entraînant la formation d'hydroxyde de fer (3). Le fil de fer chauffé réagit avec l'oxygène pour former une poudre noire d'oxyde de fer (2,3), appelée écaille de fer.
À des températures élevées, le métal est capable d'interagir avec la vapeur d'eau pour former un oxyde mixte. Le processus s'accompagne du dégagement d'hydrogène.
La réaction avec les non-métaux ne se produit que lorsque les composants de départ sont préchauffés.
Le fer peut être dissous dans des acides sulfurique ou chlorhydrique dilués sans préchauffer le mélange. Les acides sulfurique et chlorhydrique concentrés passivent ce métal.
Quelles sont les autres propriétés chimiques du fer? La structure de l'atome d'un élément donné indique son activité moyenne. Ceci est confirmé par la disposition du fer en hydrogène (H2) dans la série de contraintes. Par conséquent, il peut déplacer des sels tous les métaux situés à droite dans la série Beketov. Ainsi, dans la réaction avec le chlorure de cuivre (2), réalisée par chauffage, du cuivre pur est libéré et une solution de chlorure de fer (2) est obtenue.
La majeure partie de tout le fer est utilisée dansla production de fer et d'acier. Dans la fonte, le pourcentage de carbone est de 3 à 4%, dans l'acier - pas plus de 1,4%. Ce non-métal agit comme un élément qui augmente la résistance du joint. De plus, il a un effet positif sur les propriétés de corrosion des alliages et augmente la résistance du matériau aux températures élevées.
Des ajouts de vanadium sont nécessaires pour augmenter la résistance mécanique de l'acier. Le chrome augmente la résistance aux produits chimiques agressifs.
Les propriétés ferromagnétiques de ce produit chimiqueelement l'a rendu très demandé dans les installations industrielles qui incluent des électroaimants. De plus, le fer a trouvé son utilisation dans l'industrie du souvenir. Divers souvenirs sont fabriqués sur sa base, par exemple des aimants de réfrigérateur colorés.
La force et la malléabilité permettent l'utilisation du métal pour créer des armures, divers types d'armes.
Le chlorure ferrique (3) est utilisé pour purifier l'eau deimpuretés. En médecine, le 26e élément du système périodique de Mendeleev est utilisé dans le traitement de maladies telles que l'anémie. En cas de manque de globules rouges, une fatigue rapide se produit, la peau acquiert une couleur pâle non naturelle. Les préparations de fer aident à éliminer un tel problème, à ramener le corps à une activité complète. Le fer est particulièrement important pour l'activité de la glande thyroïde et du foie. Pour éviter de graves problèmes dans le corps humain, il suffit de consommer environ 20 mg de ce métal par jour.
