Overweeg de elektronische structuur van het ijzeratoom, evenals de locatie in het periodiek systeem. Laten we de fysische en chemische basiseigenschappen van dit element, het toepassingsgebied, identificeren.
Positie in de PS
IJzer is een groep 8 d-element (een zijdesubgroepen). Het heeft een 26 serienummer, de relatieve atomaire massa is 56, het atoom bevat 26 protonen, 26 elektronen en 30 neutronen. Dit metaal heeft een gemiddelde chemische activiteit en vertoont reducerende eigenschappen. Typische oxidatietoestanden: +2, +3.
Kenmerken van de structuur van het atoom
Wat is het elektronische diagram van de structuur van het ijzeratoom? Als we de verdeling van elektronen naar energieniveaus beschouwen, krijgen we de volgende optie:
2e; 8e; 14 e; 2e. Zo'n structuur van de elektronenschil van het ijzeratoom geeft de locatie aan in een secundaire subgroep, bevestigt dat het tot de d-familie van elementen behoort.
In de natuur zijn
IJzer is een van de meest voorkomendechemische elementen die veel voorkomen in de natuur. In de aardkorst is het percentage ongeveer 5,1%. In grote hoeveelheden zijn slechts drie elementen aanwezig in de ingewanden van onze planeet: silicium, aluminium, zuurstof.
IJzerertsen worden in verschillende delen van de aarde aangetroffen.Alchemisten hebben verbindingen van dit metaal in bodems ontdekt. Bij de productie van ijzer worden ertsen geselecteerd waarvan het gehalte meer dan 30 procent bedraagt.
Het magnetische ijzererts bevat ongeveer zeventigtwee procent metaal. De belangrijkste afzettingen van magnetiet bevinden zich in de Kursk Magnetic Anomaly, evenals in de Zuid-Oeral. In bloedsteen bereikt het percentage ijzer 65 procent. Hematiet werd gevonden in de regio Krivoy Rog.
Betekenis voor planten en dieren
Welke rol speelt ijzer in levende organismen?De structuur van het atoom verklaart zijn reducerende eigenschappen. Dit chemische element maakt deel uit van hemoglobine, waardoor het zijn karakteristieke rode kleur krijgt. Ongeveer drie gram puur ijzer, waarvan het meeste is opgenomen in hemoglobine, wordt in het lichaam van een volwassene aangetroffen. Het belangrijkste doel is de overdracht van actieve zuurstof naar de weefsels vanuit de longen, evenals de verwijdering van het resulterende kooldioxide.
Planten hebben dit metaal ook nodig.Als onderdeel van het cytoplasma neemt het actief deel aan de processen van fotosynthese. Als er niet genoeg ijzer in de plant zit, zijn de bladeren wit. Met minimale bemesting met ijzerzouten worden de bladeren van de planten groen.
Fysieke eigenschappen
We hebben de structuur van het ijzeratoom onderzocht.Het diagram bevestigt de aanwezigheid van een metaalglans in dit element (er zijn valentie-elektronen). Het zilverwitte metaal heeft een vrij hoog smeltpunt (1539 graden Celsius). Vanwege zijn goede vervormbaarheid kan dit metaal gemakkelijk worden gerold, gestanst en gesmeed.
Het vermogen van ijzer om te magnetiseren en te demagnetiseren, maakte het een uitstekend materiaal voor de productie van krachtige elektromagneetkernen in verschillende apparaten en elektrische machines.
Hoe actief is ijzer?De structuur van het atoom toont de aanwezigheid van twee elektronen op het externe niveau, die zullen worden gedoneerd tijdens een chemische reactie. Om de hardheid en sterkte te vergroten, wordt extra walsen en afschrikken van het metaal uitgevoerd. Dergelijke processen gaan niet gepaard met een verandering in de structuur van het atoom.
IJzervariëteiten
De elektronische structuur van het ijzeratoom, waarvan het diagramhierboven besproken verklaart de chemische eigenschappen ervan. In een technisch zuiver metaal, dat koolstofarm staal is, is het hoofdbestanddeel ijzer. Ongeveer 0,04 procent koolstof werd geïdentificeerd als onzuiverheden, fosfor, stikstof en zwavel zijn ook aanwezig.
Chemisch zuiver ijzer in zijn uitwendigeparameters vergelijkbaar met platina. Het is zeer goed bestand tegen corrosieprocessen en bestand tegen zuren. Bij de minste introductie van onzuiverheden in een puur metaal, verdwijnen de unieke eigenschappen ervan.
Ontvangstmogelijkheden
De structuur van de atomen van aluminium en ijzer getuigtover het feit dat amfoteer aluminium tot de hoofdsubgroep behoort, de mogelijkheid om het te gebruiken bij het scheiden van ijzer van zijn oxiden. Alumothermie, uitgevoerd bij verhoogde temperaturen, maakt de scheiding mogelijk van puur metaal van natuurlijke ertsen. Naast aluminium worden waterstof, koolmonoxide (2) en steenkool gekozen als sterke reductiemiddelen.
Kenmerken van chemische eigenschappen
Wat zijn de chemische eigenschappen van ijzer? De structuur van het atoom verklaart zijn reductieve activiteit. IJzer wordt gekenmerkt door de vorming van twee reeksen verbindingen met oxidatietoestanden van +2, +3.
Het roestproces vindt plaats in vochtige lucht(corrosie) van het metaal, resulterend in de vorming van ijzerhydroxide (3). De verwarmde ijzerdraad reageert met zuurstof om een zwart poeder van ijzeroxide (2,3) te vormen, genaamd ijzerschaal.
Bij hoge temperaturen kan het metaal een interactie aangaan met waterdamp om een gemengd oxide te vormen. Het proces gaat gepaard met de ontwikkeling van waterstof.
De reactie met niet-metalen vindt alleen plaats als de uitgangscomponenten zijn voorverwarmd.
IJzer kan worden opgelost in verdund zwavelzuur of zoutzuur zonder het mengsel voor te verwarmen. Geconcentreerde zwavelzuur en zoutzuur passiveren dit metaal.
Welke andere chemische eigenschappen heeft ijzer?De structuur van het atoom van een bepaald element geeft de gemiddelde activiteit aan. Dit wordt bevestigd door de rangschikking van ijzer in waterstof (H2) in de reeks spanningen. Bijgevolg kan het alle metalen aan de rechterkant in de Beketov-serie verdringen van zouten. Dus bij de reactie met koperchloride (2), uitgevoerd door verwarming, komt zuiver koper vrij en wordt een oplossing van ijzerchloride (2) verkregen.
Het grootste deel van al het ijzer wordt gebruikt inde productie van ijzer en staal. In gietijzer is het percentage koolstof 3-4 procent, in staal - niet meer dan 1,4 procent. Dit niet-metaal werkt als een element dat de sterkte van het gewricht vergroot. Bovendien heeft het een positief effect op de corrosie-eigenschappen van legeringen en verhoogt het de weerstand van het materiaal tegen hoge temperaturen.
Vanadiumadditieven zijn nodig om de mechanische sterkte van het staal te vergroten. Chroom verhoogt de weerstand tegen agressieve chemicaliën.
De ferromagnetische eigenschappen van deze chemische stofelement maakte het in trek in industriële installaties met elektromagneten. Bovendien heeft ijzer zijn toepassing gevonden in de souvenirindustrie. Op basis hiervan worden diverse souvenirs gemaakt, bijvoorbeeld kleurrijke koelkastmagneten.
Kracht en maakbaarheid maken het gebruik van metaal mogelijk om bepantsering, verschillende soorten wapens te creëren.
IJzerchloride (3) wordt gebruikt om water uit te zuiverenonzuiverheden. In de geneeskunde wordt het 26e element van het periodiek systeem van Mendelejev gebruikt bij de behandeling van ziekten zoals bloedarmoede. Bij een tekort aan rode bloedcellen treedt snelle vermoeidheid op, de huid krijgt een onnatuurlijke bleke kleur. IJzerpreparaten helpen om een dergelijk probleem op te lossen, om het lichaam weer volledig actief te maken. IJzer is van bijzonder belang voor de activiteit van de schildklier en lever. Om ernstige problemen in het menselijk lichaam te voorkomen, is het voldoende om ongeveer 20 mg van dit metaal per dag te consumeren.
