Tenk på den elektroniske strukturen til jernatomet, så vel som dets plassering i det periodiske systemet. Vi vil avsløre de grunnleggende fysiske og kjemiske egenskapene til dette elementet, bruksområde.
Posisjon i PS
Jern er et gruppe 8 d-element (en sideundergrupper). Den har 26 serienumre, den relative atommassen er 56, atomet inneholder 26 protoner, 26 elektroner og 30 nøytroner. Dette metallet har en gjennomsnittlig kjemisk aktivitet og har reduserende egenskaper. Typiske oksidasjonstilstander: +2, +3.
Funksjoner av atomets struktur
Hva er det elektroniske diagrammet over jernatomens struktur? Hvis vi vurderer fordelingen av elektroner etter energinivåer, får vi følgende alternativ:
2e; 8e; 14 e; 2e. Denne strukturen til elektronskallet til jernatomet indikerer sin plassering i en sekundær undergruppe, bekrefter at den tilhører d-familien av elementer.
Å være i naturen
Jern er en av de mestkjemiske elementer som er vanlige i naturen. I jordskorpen er prosentandelen omtrent 5,1%. I store mengder er det bare tre elementer til stede i tarmene på planeten vår: silisium, aluminium, oksygen.
Jernmalm finnes i forskjellige regioner på jorden.Alkemikere har oppdaget forbindelser av dette metallet i jord. Ved produksjon av jern velges malmer der innholdet overstiger 30 prosent.
Den magnetiske jernmalmen inneholder omtrent syttito prosent metall. De viktigste forekomster av magnetitt er lokalisert i Kursk magnetiske anomali, så vel som i Sør-Ural. I blodstein når andelen jern til 65 prosent. Hematitt ble funnet i Krivoy Rog-regionen.
Betydning for planter og dyr
Hvilken rolle spiller jern i levende organismer?Atomstrukturen forklarer dens reduserende egenskaper. Dette kjemiske elementet er en del av hemoglobin og gir den sin karakteristiske røde farge. Omtrent tre gram rent jern, hvorav de fleste er inkludert i hemoglobin, finnes i kroppen til en voksen. Hovedformålet er overføring av aktivt oksygen til vevet fra lungene, samt fjerning av det resulterende karbondioksidet.
Planter trenger også dette metallet.Som en del av cytoplasmaet tar det en aktiv rolle i prosessen med fotosyntese. Hvis planten ikke har nok jern, er bladene hvite i fargen. Ved minimal fôring med jernsalter blir plantens blader grønne.
Fysiske egenskaper
Vi har undersøkt strukturen til jernatomet.Diagrammet bekrefter tilstedeværelsen av en metallisk glans i dette elementet (det er valenselektroner). Det sølvfargede hvite metallet har et ganske høyt smeltepunkt (1539 grader Celsius). På grunn av sin gode smidighet, kan dette metallet lett rulles, stemples og smides.
Jernens evne til å magnetisere og demagnetisere gjør det til et utmerket materiale for produksjon av kraftige elektromagnetkjerner i forskjellige apparater og elektriske maskiner.
Hvor aktiv er jern?Atomstrukturen viser tilstedeværelsen av to elektroner på det ytre nivået, som vil bli donert i løpet av en kjemisk reaksjon. For å øke hardheten og styrken utføres ytterligere rulling og slukking av metallet. Slike prosesser ledsages ikke av en endring i atomens struktur.
Jernvarianter
Den elektroniske strukturen til jernatomet, hvis diagram erdiskutert ovenfor forklarer kjemiske egenskaper. I et teknisk rent metall, som er stål med lite karbon, er hovedkomponenten jern. Omtrent 0,04 prosent karbon ble identifisert som urenheter, fosfor, nitrogen og svovel var også til stede.
Kjemisk rent jern i det ytreparametrene ligner på platina. Det er svært motstandsdyktig mot korrosjon og syrebestandig. Ved den minste innføring av urenheter i et rent metall forsvinner dets unike egenskaper.
Mottaksalternativer
Strukturen til atomene av aluminium og jern vitnerom tilhørighet av amfoterisk aluminium til hovedundergruppen, muligheten for å bruke den i prosessen med å skille jern fra oksidene. Alumotermi, utført ved forhøyede temperaturer, tillater separasjon av rent metall fra naturlige malmer. I tillegg til aluminium er hydrogen, karbonmonoksid (2) og kull valgt som sterke reduksjonsmidler.
Funksjoner av kjemiske egenskaper
Hva er de kjemiske egenskapene til jern? Atomstrukturen forklarer dens reduktive aktivitet. Jern er preget av dannelsen av to serier av forbindelser med oksidasjonstilstander på +2, +3.
Rustprosess foregår i fuktig luft(korrosjon) av metallet, noe som resulterer i dannelsen av jernhydroksid (3). Den oppvarmede jerntråden reagerer med oksygen for å danne et svart pulver av jernoksid (2,3), kalt jernskala.
Ved høye temperaturer er metallet i stand til å samhandle med vanndamp og danne et blandet oksid. Prosessen er ledsaget av utviklingen av hydrogen.
Reaksjonen med ikke-metaller skjer bare når startkomponentene er forvarmet.
Jern kan løses i fortynnede svovelsyrer eller saltsyrer uten å forvarme blandingen. Konsentrerte svovelsyre og saltsyrer passiverer dette metallet.
Hvilke andre kjemiske egenskaper har jern?Strukturen til atomet til et gitt element indikerer dets gjennomsnittlige aktivitet. Dette bekreftes av arrangementet av jern til hydrogen (H2) i rekken av påkjenninger. Derfor kan den fortrenges fra salter alle metaller som er plassert til høyre i Beketov-serien. Så i reaksjonen med kobberklorid (2), utført med oppvarming, frigjøres ren kobber og en oppløsning av jernklorid (2) oppnås.
Hovedtyngden av alt jern brukes iproduksjon av jern og stål. I støpejern er prosentandelen karbon 3-4 prosent, i stål - ikke mer enn 1,4 prosent. Dette ikke-metall fungerer som et element som øker styrken på skjøten. I tillegg har det en positiv effekt på korrosjonsegenskapene til legeringer, og øker materialets motstand mot forhøyede temperaturer.
Vanadintilsetninger er nødvendige for å øke stålets mekaniske styrke. Krom øker motstanden mot aggressive kjemikalier.
De ferromagnetiske egenskapene til dette kjemikalietelement gjorde det etterspurt i industrielle installasjoner som inkluderer elektromagneter. I tillegg har jern funnet sin bruk i suvenirindustrien. Forskjellige suvenirer lages på grunnlag, for eksempel fargerike kjøleskapsmagneter.
Styrke og smidighet tillater bruk av metall for å skape rustning, forskjellige typer våpen.
Ferriklorid (3) brukes til å rense vann fraurenheter. I medisin brukes det 26. elementet i det periodiske systemet til Mendeleev i behandlingen av sykdommer som anemi. I tilfelle mangel på røde blodlegemer, oppstår rask utmattelse, huden får en unaturlig blek farge. Jernpreparater hjelper til med å eliminere et slikt problem, for å bringe kroppen tilbake til full aktivitet. Jern er særlig viktig for aktiviteten til skjoldbruskkjertelen og leveren. For å forhindre alvorlige problemer i menneskekroppen er det nok å konsumere ca. 20 mg av dette metallet per dag.
