Considera la struttura elettronica dell'atomo di ferro e la sua posizione nella tavola periodica. Riveleremo le proprietà fisiche e chimiche di base di questo elemento, area di utilizzo.
Posizione in PS
Il ferro è un elemento d del gruppo 8 (un latosottogruppi). Ha un numero di serie 26, una massa atomica relativa di 56, il suo atomo contiene 26 protoni, 26 elettroni e 30 neutroni. Questo metallo ha un'attività chimica media e mostra proprietà riducenti. Stati di ossidazione tipici: +2, +3.
Caratteristiche della struttura dell'atomo
Qual è lo schema elettronico della struttura dell'atomo di ferro? Se consideriamo la distribuzione degli elettroni per livelli di energia, otteniamo la seguente opzione:
2e; 8e; 14 e; 2e. Questa struttura del guscio elettronico dell'atomo di ferro indica la sua posizione in un sottogruppo secondario, conferma la sua appartenenza alla famiglia di elementi d.
Essere nella natura
Il ferro è uno dei piùelementi chimici comuni in natura. Nella crosta terrestre, la sua percentuale è di circa il 5,1%. In grandi quantità, solo tre elementi sono presenti nelle viscere del nostro pianeta: silicio, alluminio, ossigeno.
I minerali di ferro si trovano in diverse regioni della Terra.Gli alchimisti hanno scoperto composti di questo metallo nel suolo. Nella produzione di ferro vengono selezionati i minerali il cui contenuto supera il 30 percento.
Il minerale di ferro magnetico ne contiene circa settantadue per cento di metallo. I principali depositi di magnetite si trovano nell'anomalia magnetica di Kursk, così come negli Urali meridionali. Nella pietra del sangue, la percentuale di ferro raggiunge il 65 percento. L'ematite è stata trovata nella regione di Krivoy Rog.
Importanza per piante e animali
Che ruolo gioca il ferro negli organismi viventi?La struttura dell'atomo spiega le sue proprietà riducenti. Questo elemento chimico fa parte dell'emoglobina, dandogli il suo caratteristico colore rosso. Circa tre grammi di ferro puro, la maggior parte del quale è incluso nell'emoglobina, si trovano nel corpo di un adulto. Lo scopo principale è il trasferimento di ossigeno attivo ai tessuti dai polmoni, nonché la rimozione dell'anidride carbonica risultante.
Anche le piante hanno bisogno di questo metallo.Come parte del citoplasma, prende parte attiva ai processi di fotosintesi. Se non c'è abbastanza ferro nella pianta, le sue foglie sono bianche. Con una concimazione minima con sali di ferro, le foglie delle piante diventano verdi.
Proprietà fisiche
Abbiamo esaminato la struttura dell'atomo di ferro.Il diagramma conferma la presenza di una lucentezza metallica in questo elemento (sono presenti elettroni di valenza). Il metallo bianco argenteo ha un punto di fusione abbastanza alto (1539 gradi Celsius). Grazie alla sua buona duttilità, questo metallo può essere facilmente laminato, stampato e forgiato.
La capacità del ferro di magnetizzare e smagnetizzare lo ha reso un materiale eccellente per la produzione di potenti nuclei di elettromagneti in vari apparecchi e macchine elettriche.
Quanto è attivo il ferro?La struttura dell'atomo mostra la presenza di due elettroni a livello esterno, che verranno donati durante una reazione chimica. Per aumentare la sua durezza e resistenza, viene eseguita un'ulteriore laminazione e tempra del metallo. Tali processi non sono accompagnati da un cambiamento nella struttura dell'atomo.
Varietà di ferro
La struttura elettronica dell'atomo di ferro, il cui diagrammadiscusso sopra spiega le sue caratteristiche chimiche. In un metallo tecnicamente puro, che è un acciaio a basso tenore di carbonio, il componente principale è il ferro. Circa lo 0,04% di carbonio è stato identificato come presenza di impurità, fosforo, azoto e zolfo.
Ferro chimicamente puro nel suo esternoparametri simili al platino. È altamente resistente ai processi di corrosione e resistente agli acidi. Alla minima introduzione di impurità in un metallo puro, le sue caratteristiche uniche scompaiono.
Opzioni di ricezione
Lo testimonia la struttura degli atomi di alluminio e ferrosull'appartenenza dell'alluminio anfotero al sottogruppo principale, sulla possibilità di utilizzarlo nel processo di separazione del ferro dai suoi ossidi. L'allumotermia, eseguita a temperature elevate, consente la separazione del metallo puro dai minerali naturali. Oltre all'alluminio, come forti agenti riducenti vengono scelti l'idrogeno, il monossido di carbonio (2) e il carbone.
Caratteristiche delle proprietà chimiche
Quali sono le proprietà chimiche del ferro? La struttura dell'atomo spiega la sua attività riduttiva. Il ferro è caratterizzato dalla formazione di due serie di composti con stati di ossidazione +2, +3.
Il processo di ruggine avviene in aria umida(corrosione) del metallo, con conseguente formazione di idrossido di ferro (3). Il filo di ferro riscaldato reagisce con l'ossigeno per formare una polvere nera di ossido di ferro (2,3), chiamata scaglia di ferro.
Ad alte temperature, il metallo è in grado di interagire con il vapore acqueo per formare un ossido misto. Il processo è accompagnato dall'evoluzione dell'idrogeno.
La reazione con i non metalli avviene solo quando i componenti di partenza sono preriscaldati.
Il ferro può essere sciolto in acido solforico diluito o acido cloridrico senza preriscaldare la miscela. Gli acidi solforico e cloridrico concentrati passivano questo metallo.
Quali altre proprietà chimiche ha il ferro?La struttura dell'atomo di un dato elemento indica la sua attività media. Ciò è confermato dalla disposizione del ferro all'idrogeno (H2) nella serie di sollecitazioni. Di conseguenza, può spostare dai sali tutti i metalli situati a destra nella serie Beketov. Quindi, nella reazione con cloruro di rame (2), effettuata mediante riscaldamento, viene rilasciato rame puro e si ottiene una soluzione di cloruro di ferro (2).
La maggior parte di tutto il ferro viene utilizzataproduzione di ferro e acciaio. Nella ghisa, la percentuale di carbonio è del 3-4%, nell'acciaio - non più dell'1,4%. Questo non metallico agisce come un elemento che aumenta la resistenza del giunto. Inoltre, ha un effetto positivo sulle proprietà di corrosione delle leghe e aumenta la resistenza del materiale a temperature elevate.
Gli additivi al vanadio sono necessari per aumentare la resistenza meccanica dell'acciaio. Il cromo aumenta la resistenza agli agenti chimici aggressivi.
Le proprietà ferromagnetiche di questa sostanza chimicaelemento lo ha reso richiesto negli impianti industriali che includono elettromagneti. Inoltre, il ferro ha trovato il suo impiego nell'industria dei souvenir. Vari souvenir sono realizzati sulla sua base, ad esempio magneti da frigo colorati.
Forza e malleabilità consentono l'uso del metallo per creare armature, vari tipi di armi.
Il cloruro ferrico (3) viene utilizzato per purificare l'acqua daimpurità. In medicina, il 26 ° elemento del sistema periodico di Mendeleev viene utilizzato nel trattamento di malattie come l'anemia. In caso di mancanza di globuli rossi, l'affaticamento si verifica rapidamente, la pelle acquisisce un colore pallido innaturale. I preparati di ferro aiutano ad eliminare un tale problema, per riportare il corpo alla piena attività. Il ferro è di particolare importanza per l'attività della tiroide e del fegato. Per prevenire gravi problemi nel corpo umano, è sufficiente consumare circa 20 mg di questo metallo al giorno.
