Tänk på den elektroniska strukturen hos järnatomen, liksom dess placering i det periodiska systemet. Vi kommer att avslöja de grundläggande fysikaliska och kemiska egenskaperna hos detta element, användningsområde.
Position i PS
Järn är ett grupp 8 d-element (en sidaundergrupper). Den har 26 serienummer, den relativa atommassan är 56, dess atom innehåller 26 protoner, 26 elektroner och 30 neutroner. Denna metall har en genomsnittlig kemisk aktivitet och uppvisar reducerande egenskaper. Typiska oxidationstillstånd: +2, +3.
Funktioner av atomens struktur
Vad är det elektroniska diagrammet för järnatomens struktur? Om vi överväger fördelningen av elektroner efter energinivåer får vi följande alternativ:
2e; 8e; 14 e; 2e. Denna struktur av järnatommens elektronskal indikerar dess placering i en sekundär undergrupp, bekräftar att den tillhör d-familjen av element.
Att vara i naturen
Järn är en av de mestkemiska element som är vanliga i naturen. I jordskorpan är dess andel cirka 5,1%. I stora mängder finns bara tre element i tarmarna på vår planet: kisel, aluminium, syre.
Järnmalmer finns i olika regioner på jorden.Alkemister har upptäckt föreningar av denna metall i jord. Vid produktion av järn väljs malmer där innehållet överstiger 30 procent.
Den magnetiska järnmalmen innehåller cirka sjuttiotvå procent metall. De huvudsakliga avsättningarna av magnetit finns i Kursk magnetiska anomali, liksom i södra Ural. I blodsten når andelen järn 65 procent. Hematit hittades i Krivoy Rog-regionen.
Betydelse för växter och djur
Vilken roll spelar järn i levande organismer?Atommens struktur förklarar dess reducerande egenskaper. Detta kemiska element är en del av hemoglobinet och ger det dess karakteristiska röda färg. Cirka tre gram rent järn, varav de flesta ingår i hemoglobin, finns i kroppen hos en vuxen. Huvudsyftet är överföringen av aktivt syre till vävnaderna från lungorna, samt avlägsnandet av den resulterande koldioxiden.
Växter behöver också denna metall.Som en del av cytoplasman tar den en aktiv del i fotosyntesprocesserna. Om växten inte har tillräckligt med järn är bladen vita i färgen. Med minimal utfodring med järnsalter blir växternas blad gröna.
Fysiska egenskaper
Vi har undersökt järnatomens struktur.Diagrammet bekräftar närvaron av en metallisk glans i detta element (det finns valenselektroner). Den silvervita metallen har en ganska hög smältpunkt (1539 grader Celsius). På grund av sin goda smidighet kan denna metall lätt rullas, stämplas och smides.
Järns förmåga att magnetisera och demagnetisera gör det till ett utmärkt material för produktion av kraftfulla elektromagnetkärnor i olika apparater och elektriska maskiner.
Hur aktiv är järn?Atomstrukturen visar närvaron av två elektroner på den yttre nivån, som kommer att doneras under en kemisk reaktion. För att öka hårdheten och styrkan utförs ytterligare valsning och släckning av metallen. Sådana processer åtföljs inte av en förändring i atomens struktur.
Järnsorter
Den elektroniska strukturen för järnatomen, vars diagramsom diskuterats ovan förklarar dess kemiska egenskaper. I en tekniskt ren metall, som är lågkolstål, är huvudkomponenten järn. Cirka 0,04 procent kol identifierades som föroreningar, fosfor, kväve och svavel var också närvarande.
Kemiskt rent järn i dess yttreparametrar liknar platina. Det är mycket motståndskraftigt mot korrosion och syrabeständigt. Vid den minsta införandet av orenheter i en ren metall försvinner dess unika egenskaper.
Mottagningsalternativ
Atomernas struktur av aluminium och järn vittnarom tillhörandet av amfoteriskt aluminium till huvudundergruppen, möjligheten att använda den i processen att separera järn från dess oxider. Alumoterapi, utförd vid förhöjda temperaturer, möjliggör separering av ren metall från naturliga malmer. Förutom aluminium väljs väte, kolmonoxid (2) och kol som starka reduktionsmedel.
Funktioner av kemiska egenskaper
Vilka är de kemiska egenskaperna hos järn? Atomstrukturen förklarar dess reduktiva aktivitet. Järn kännetecknas av bildandet av två serier av föreningar med oxidationstillstånd på +2, +3.
Rostprocessen äger rum i fuktig luft(korrosion) av metallen, vilket resulterar i bildandet av järnhydroxid (3). Den uppvärmda järntråden reagerar med syre och bildar ett svart pulver av järnoxid (2,3), kallat järnskala.
Vid höga temperaturer kan metallen interagera med vattenånga och bilda en blandad oxid. Processen åtföljs av väteutvecklingen.
Reaktionen med icke-metaller sker endast när startkomponenterna är förvärmda.
Järn kan lösas i utspädda svavelsyror eller saltsyror utan att förvärma blandningen. Koncentrerade svavelsyror och saltsyror passiverar denna metall.
Vilka andra kemiska egenskaper har järn?Atomens struktur för ett visst element indikerar dess genomsnittliga aktivitet. Detta bekräftas av arrangemanget av järn till väte (H2) i serien av spänningar. Följaktligen kan den förskjuta från salter alla metaller som finns till höger i Beketov-serien. Så i reaktionen med kopparklorid (2), utförd med upphettning, frigörs ren koppar och en lösning av järnklorid (2) erhålls.
Huvuddelen av allt järn används iproduktion av järn och stål. I gjutjärn är andelen kol 3-4 procent, i stål - inte mer än 1,4 procent. Denna icke-metall fungerar som ett element som ökar fogens hållfasthet. Dessutom har det en positiv effekt på korrosionsegenskaperna hos legeringar, ökar materialets motståndskraft mot förhöjda temperaturer.
Vanadintillsatser är nödvändiga för att öka stålets mekaniska hållfasthet. Krom ökar motståndskraften mot aggressiva kemikalier.
De kemiska ferromagnetiska egenskapernaelement gjorde det efterfrågat i industriella installationer som inkluderar elektromagneter. Dessutom har järn funnit sin användning i souvenirindustrin. Olika souvenirer tillverkas på grundval, till exempel färgglada kylmagneter.
Styrka och smidighet möjliggör användning av metall för att skapa rustning, olika typer av vapen.
Järnklorid (3) används för att rena vatten frånorenheter. Inom medicinen används det 26: e elementet i det periodiska systemet för Mendeleev vid behandling av sjukdomar som anemi. Vid brist på röda blodkroppar uppstår snabb trötthet, huden får en onaturlig blek färg. Järnberedningar hjälper till att eliminera ett sådant problem, att återföra kroppen till full aktivitet. Järn är särskilt viktigt för sköldkörtelns och leverns aktivitet. För att förhindra allvarliga problem i människokroppen är det tillräckligt att konsumera cirka 20 mg av denna metall per dag.
