Hierro: la estructura del átomo, el esquema y ejemplos. La estructura electrónica del átomo de hierro
Considere la estructura electrónica del átomo de hierro, así como su ubicación en la tabla periódica. Revelamos las propiedades físicas y químicas básicas de este elemento, el campo de uso.
Posición en el PS
El hierro es el elemento d del grupo 8 (un auxiliarsubgrupo). Tiene 26 números ordinales, la masa atómica relativa es 56, su átomo contiene 26 protones, 26 electrones y 30 neutrones. Este metal tiene una actividad química promedio, exhibe propiedades reductoras. Los grados característicos de la oxidación: +2, +3.
Características de la estructura del átomo
¿Cuál es el esquema electrónico de la estructura del átomo de hierro? Si consideramos la distribución de electrones sobre los niveles de energía, obtenemos la siguiente variante:
2e; 8e; 14 e; 2e. Tal estructura de la capa de electrones del átomo de hierro indica su ubicación en el subgrupo, confirma la pertenencia a la familia g de elementos.
Estar en la naturaleza
El hierro es uno de los máscomún en la naturaleza de los elementos químicos. En la corteza terrestre, su porcentaje es de alrededor del 5.1%. En un número mayor en las entrañas de nuestro planeta, solo hay tres elementos: silicio, aluminio, oxígeno.
Los minerales de hierro se encuentran en diferentes regiones de la Tierra. Los alquimistas encontraron compuestos de este metal en los suelos. En la producción de hierro, se selecciona mineral en el que su contenido excede el 30 por ciento.
El hierro magnético contiene alrededor de setentados por ciento de metal. Los depósitos principales de magnetita se encuentran en la anomalía magnética de Kursk, así como en los Urales meridionales. En la sangre, el porcentaje de hierro alcanza el 65 por ciento. La hematita fue descubierta en el distrito de Krivoy Rog.
Importancia para plantas y animales
¿Qué papel juega el hierro en los organismos vivos? La estructura del átomo explica sus propiedades reductoras. Este elemento químico es parte de la hemoglobina, que le da un color rojo característico. Alrededor de tres gramos de hierro puro, la mayoría de los cuales están incluidos en la hemoglobina, se encuentran en el cuerpo de un adulto. El objetivo principal es transferir a los tejidos de los pulmones oxígeno activo, así como la salida del dióxido de carbono formado.
Este metal y plantas son necesarios. Al formar parte del citoplasma, toma parte activa en los procesos de fotosíntesis. Si la planta carece de hierro, sus hojas son de color blanco. Con un mínimo de aderezo con sales de hierro, las hojas de las plantas se vuelven verdes.
Propiedades físicas
Hemos considerado la estructura del átomo de hierro. El circuito confirma la presencia de un brillo metálico (hay electrones de valencia) en este elemento. El metal blanco plateado tiene un punto de fusión bastante alto (1539 grados Celsius). Debido a su buena plasticidad, este metal está sujeto fácilmente a la laminación, estampado y forjado.
La capacidad de magnetizar y desmagnetizar, característica del hierro, lo convirtió en un excelente material para la producción de núcleos de potentes electroimanes en diferentes aparatos y máquinas eléctricas.
¿Qué tan activo es el hierro? La estructura del átomo muestra la presencia en el nivel externo de dos electrones, que serán cedidos en el curso de la reacción química. Para aumentar su dureza y resistencia, se lleva a cabo un laminado y un endurecimiento adicionales del metal. Tales procesos no van acompañados de un cambio en la estructura del átomo.
Variedades de hierro
La estructura electrónica del átomo de hierro, cuyo esquemafue considerado anteriormente, explica sus características químicas. En un metal técnicamente puro, que es un acero bajo en carbono, el componente principal es el hierro. Como impurezas, se detectó aproximadamente 0,04 por ciento de carbono, fósforo, nitrógeno y azufre también están presentes.
Hierro químicamente puro por su exteriorparámetros es similar al platino. Tiene una mayor resistencia a los procesos de corrosión, es resistente a los ácidos. A la menor introducción de impurezas en un metal puro, sus características únicas desaparecen.
Opciones para obtener
La estructura de los átomos de aluminio y hierro indicasobre la afiliación del aluminio anfótero al subgrupo principal, la posibilidad de utilizarlo en el proceso de separación del hierro de sus óxidos. La aluminotermia, llevada a cabo a temperatura elevada, permite separar el metal puro de los minerales naturales. Además de aluminio, hidrógeno, monóxido de carbono (2), el carbón se eligen como fuertes agentes reductores.
Características de las propiedades químicas
¿Qué propiedades químicas tiene el hierro? La estructura del átomo explica su actividad restauradora. Para el hierro es característica la formación de dos filas de compuestos que tienen estados de oxidación de +2, +3.
En el aire húmedo, el proceso de oxidación se lleva a cabo(corrosión) del metal, dando como resultado la formación de hidróxido férrico (3). Con el oxígeno, el alambre de hierro calentado reacciona con la apariencia de un polvo negro de óxido de hierro (2,3), llamado escala de hierro.
A altas temperaturas, el metal puede reaccionar con vapor de agua para formar un óxido mixto. El proceso está acompañado por la evolución del hidrógeno.
La reacción con no metales ocurre solo cuando los componentes iniciales son precalentados.
El hierro puede disolverse en ácidos sulfúricos o clorhídricos diluidos sin precalentar la mezcla. Los ácidos concentrados sulfúricos y clorhídricos pasivan este metal.
¿Qué otras propiedades químicas tiene el hierro? La estructura del átomo de este elemento indica su actividad promedio. Esto se confirma por la ubicación del hierro en hidrógeno (H2) en una serie de tensiones. En consecuencia, puede desplazar de las sales a todos los metales que se encuentran a la derecha de la serie Beketov. Por lo tanto, en la reacción con cloruro de cobre (2), llevado a cabo al calentar, se aisla cobre puro y se obtiene una solución de cloruro férrico (2).
La mayor parte de todo el hierro se usa enproducción de hierro fundido y acero. En hierro fundido, el porcentaje de carbono es del 3-4 por ciento en acero, no más del 1,4 por ciento. Este no metal realiza la función de un elemento que aumenta la fuerza de la articulación. Además, afecta positivamente las propiedades de corrosión de las aleaciones, aumenta la resistencia del material a una temperatura elevada.
Las adiciones de vanadio son necesarias para mejorar la resistencia mecánica del acero. El cromo aumenta la resistencia a los productos químicos agresivos.
Las propiedades ferromagnéticas de esta sustancia químicaelemento hizo que la demanda en instalaciones industriales que incluyen electroimanes. Además, el hierro encontró su uso en la industria de los souvenirs. En base a esto, se hacen varios recuerdos, por ejemplo, imanes de colores en el refrigerador.
La fuerza y la ductilidad permiten el uso de metal para crear armaduras, varias armas.
El cloruro férrico (3) se usa para purificar el agua deimpurezas En medicina, 26 elementos del sistema periódico de Mendeleev se usan en el tratamiento de una enfermedad como la anemia. En el caso de la falta de glóbulos rojos hay una fatiga rápida, la piel adquiere un color pálido antinatural. Las preparaciones de hierro ayudan a eliminar un problema similar, para devolver el cuerpo a una actividad completa. De particular importancia tiene el hierro para la actividad de la glándula tiroides, el hígado. Para evitar problemas serios en el cuerpo humano, es suficiente consumir aproximadamente 20 mg de este metal por día.
