Luați în considerare structura electronică a atomului de fier, precum și locația acestuia în tabelul periodic. Vom dezvălui principalele proprietăți fizice și chimice ale acestui element, domeniul de utilizare.
Situația din PS
Fierul este un element d al grupei 8 (secundarsubgrupe). Are 26 de numere de serie, masa sa atomică relativă este 56, atomul său conține 26 de protoni, 26 de electroni și 30 de neutroni. Acest metal are o activitate chimică medie, prezintă proprietăți reducătoare. Stări tipice de oxidare: +2, +3.
Caracteristici ale structurii atomului
Ce este un circuit electronic al structurii unui atom de fier? Dacă avem în vedere distribuția electronilor pe niveluri de energie, obținem următoarea opțiune:
2e; 8e; 14 e; 2e. O astfel de structură a carcasei electronilor a atomului de fier indică locația sa în subgrupul secundar, confirmă faptul că aparține familiei d a elementelor.
Fiind în natură
Fierul este unul dintre cele mai multecomune în natură elemente chimice. În scoarța pământului, procentul său este de aproximativ 5,1%. Într-o cantitate mai mare în intestinele planetei noastre există doar trei elemente: siliciu, aluminiu, oxigen.
Minereurile de fier se găsesc în diferite regiuni ale Pământului.Alchimiștii au descoperit compuși ai acestui metal în soluri. În producția de fier, sunt selectate minereuri în care conținutul său depășește 30%.
Fierul magnetic conține aproximativ șaptezecidouă la sută din metal. Depozitele principale de magnetită sunt situate în anomalia magnetică Kursk, precum și în Uralele de Sud. În sânge, procentul de fier ajunge la 65 la sută. Hematitul a fost descoperit în regiunea Kryvyi Rih.
Importanța pentru plante și animale
Ce rol joacă fierul în organismele vii?Structura atomului explică proprietățile sale de reducere. Acest element chimic face parte din hemoglobină, conferindu-i o culoare roșie caracteristică. Aproximativ trei grame de fier pur, cea mai mare parte fiind inclusă în hemoglobină, se găsește în corpul unui adult. Scopul principal este transferul în țesuturile plămânilor de oxigen activ, precum și retragerea dioxidului de carbon rezultat.
Acest metal este necesar și pentru plante.Fiind parte a citoplasmei, el participă activ la procesele de fotosinteză. Dacă planta nu are suficient fier, frunzele sale sunt de culoare albă. Cu o fertilizare minimă cu săruri de fier, frunzele plantelor devin verzi.
Proprietăți fizice
Am examinat structura atomului de fier.Schema confirmă prezența unui luciu metalic pentru acest element (există electroni de valență). Metalul alb-argintiu are un punct de topire destul de ridicat (1539 grade Celsius). Datorită ductilității sale bune, acest metal poate fi ușor laminat, ștanțat, forjat.
Abilitatea de a magnetiza și demagnetiza, caracteristică fierului, a făcut din el un material excelent pentru producerea miezurilor de electromagneti puternici în diverse dispozitive și mașini electrice.
Cât de activ este fierul?Structura atomului arată prezența la nivel extern a doi electroni care vor fi eliberați în timpul reacției chimice. Pentru a-i crește duritatea și rezistența, efectuați laminarea și întărirea suplimentară a metalului. Astfel de procese nu sunt însoțite de o schimbare a structurii atomului.
Soiuri de fier
Structura electronică a atomului de fier, a cărei diagramădiscutat mai sus explică caracteristicile sale chimice. Într-un metal pur din punct de vedere tehnic, care este un oțel cu emisii reduse de carbon, componenta principală este fierul. Aproximativ 0,04% carbon a fost identificat ca impurități, fosfor, azot și sulf erau de asemenea prezenți.
Fier pur chimic în exteriorparametrii sunt similari cu platina. Este foarte rezistent la coroziune și la acid. La cea mai mică introducere a impurităților într-un metal pur, caracteristicile sale unice dispar.
Opțiuni de primire
Structura atomilor de aluminiu și fier mărturiseștedespre apartenența aluminiului amfoteric la subgrupul principal, posibilitatea utilizării acestuia în procesul de separare a fierului de oxizii săi. Alumotermia, efectuată la temperaturi ridicate, permite separarea metalului pur de minereurile naturale. Pe lângă aluminiu, hidrogenul, monoxidul de carbon (2) și cărbunele sunt aleși ca agenți puternici de reducere.
Caracteristicile proprietăților chimice
Care sunt proprietățile chimice ale fierului? Structura atomului explică activitatea reductivă a acestuia. Fierul se caracterizează prin formarea a două serii de compuși cu stări de oxidare de +2, +3.
Procesul de ruginire are loc în aerul umed(coroziune) a metalului, rezultând în formarea hidroxidului de fier (3). Firul de fier încălzit reacționează cu oxigenul pentru a forma o pulbere neagră de oxid de fier (2,3), numită scară de fier.
La temperaturi ridicate, metalul este capabil să interacționeze cu vaporii de apă pentru a forma un oxid mixt. Procesul este însoțit de evoluția hidrogenului.
Reacția cu nemetalele are loc numai atunci când componentele de pornire sunt preîncălzite.
Fierul poate fi dizolvat în acizi sulfurici sau clorhidri diluați fără a preîncălzi amestecul. Acizii sulfurici și clorhidri concentrați pasivează acest metal.
Ce alte proprietăți chimice are fierul?Structura atomului unui element dat indică activitatea sa medie. Acest lucru este confirmat de dispunerea fierului pe hidrogen (H2) în seria de tensiuni. În consecință, poate deplasa din săruri toate metalele situate la dreapta în seria Beketov. Astfel, în reacția cu clorură de cupru (2), efectuată prin încălzire, se eliberează cupru pur și se obține o soluție de clorură ferică (2).
Majoritatea fierului este folosit înproducția de fier și oțel. În fontă, procentul de carbon este de 3-4 la sută, în oțel - nu mai mult de 1,4 la sută. Acest nemetal acționează ca un element care crește rezistența articulației. În plus, are un efect pozitiv asupra proprietăților de coroziune ale aliajelor și crește rezistența materialului la temperaturi ridicate.
Sunt necesare adaosuri de vanadiu pentru a crește rezistența mecanică a oțelului. Cromul crește rezistența la substanțele chimice agresive.
Proprietățile feromagnetice ale acestei substanțe chimiceelementul a făcut-o la cerere în instalațiile industriale care includ electro-magneți. În plus, fierul și-a găsit utilizarea în industria suvenirurilor. Pe baza sa se realizează diverse suveniruri, de exemplu, magneți de frigider colorate.
Rezistența și maleabilitatea permit utilizarea metalului pentru a crea armuri, diferite tipuri de arme.
Clorura ferică (3) este utilizată pentru purificarea apei dinimpurităţi. În medicină, cel de-al 26-lea element al sistemului periodic al lui Mendeleev este utilizat în tratamentul bolilor precum anemia. În cazul lipsei celulelor roșii din sânge, apare oboseala rapidă, pielea capătă o culoare nefirească palidă. Preparatele din fier ajută la eliminarea unei astfel de probleme, la readucerea corpului la activitate deplină. Fierul are o importanță deosebită pentru activitatea glandei tiroide și a ficatului. Pentru a preveni probleme grave în corpul uman, este suficient să consumați aproximativ 20 mg din acest metal pe zi.
