Železo: struktura atomu, schéma a příklady. Elektronická struktura atomu železa

Zvažte elektronickou strukturu atomu železa, stejně jako jeho umístění v periodické tabulce. Odhalujeme základní fyzikální a chemické vlastnosti tohoto prvku, oblast použití.

Poloha v PS

Železo je d-prvek skupiny 8 (pomocná podskupina). Má 26 pořadových čísel, relativní atomovou hmotnost je 56, její atom obsahuje 26 protonů, 26 elektronů a 30 neutronů. Tento kov má průměrnou chemickou aktivitu, vykazuje redukční vlastnosti. Charakteristické stupně oxidace: +2, +3.

Vlastnosti struktury atomu

Co je elektronické atomový strukturní diagram železa? Pokud uvažujeme distribuci elektronů nad energetickými úrovněmi, získáváme následující variantu:

2e-8e-14e-2e. Taková struktura elektronového pláště atomu železa indikuje jeho polohu v podskupině, potvrzuje, že patří do skupiny g elementů.

Bytí v přírodě

Železo je jedním z nejčastějších chemických prvků v přírodě. V zemské kůře je její procento asi 5,1%. Ve větším počtu v naší planetě existují pouze tři prvky: křemík, hliník, kyslík.

Železné rudy se nacházejí v různých oblastech Země. Alchymisté nalezli sloučeniny tohoto kovu v půdách. Při výrobě železa je vybrána ruda, jejíž obsah přesahuje 30 procent.

V magnetické železné rudě obsahuje asi sedmdesát dva procent kovu. Hlavní ložiska magnetitu se nacházejí v kursové magnetické anomálii, stejně jako v jižním Uralu. V krvi dosahuje procento železa 65 procent. Hematit byl objeven v okrese Krivoy Rog.

Význam pro rostliny a zvířata

Jakou roli hraje železo v živých organizmech? Struktura atomu vysvětluje jeho redukční vlastnosti. Tento chemický prvek je součástí hemoglobinu, což mu dává charakteristickou červenou barvu. Asi tři gramy čistého železa, z nichž většina je zahrnuta v hemoglobinu, se nachází v těle dospělého. Hlavním účelem je přenést do tkání z plic aktivního kyslíku a také produkci vytvořeného oxidu uhličitého.

Tento kov a rostliny jsou potřeba. Jako součást cytoplazmy se aktivně podílí na procesech fotosyntézy. Pokud rostlina postrádá železo, její listy jsou bílé barvy. S minimálním vrchním obvazem se železnými solemi listy rostlin začínají být zelené.

Fyzikální vlastnosti

Zvažovali jsme strukturu atomu železa. Obvod potvrzuje přítomnost kovového lesku (valenčních elektronů) v tomto prvku. Stříbrný bílý kov má poměrně vysokou teplotu tání (1539 stupňů Celsia). Vzhledem k dobré plasticitě je tento kov snadno předmětem válcování, lisování, kování.

Schopnost magnetizovat a demagnetizovat, charakteristické pro železo, z něj činí vynikající materiál pro výrobu jader silných elektromagnetů v různých přístrojích a elektrických strojích.

Jak aktivní je železo? Struktura atomu ukazuje přítomnost dvou elektronů na vnější úrovni, které budou v průběhu chemické reakce dány pryč. Pro zvýšení tvrdosti a pevnosti se provádí další válcování a kalení kovu. Takové procesy nejsou doprovázeny změnou struktury atomu.

Odrůdy ze železa

Elektronická struktura atomu železa, jejíž schéma byla shora uvedena, vysvětluje jeho chemické vlastnosti. V technicky čistém kovu, což je nízkouhlíková ocel, hlavní složkou je železo. Jako nečistoty bylo zjištěno asi 0,04 procenta uhlíku, přítomno je také fosfor, dusík a síra.

Chemicky čisté železo ve svých vnějších parametrech je podobné platině. Zvyšuje odolnost proti korozi, odolává kyselinám. Při nejmenším zavedení nečistot do čistého kovu zmizí jeho jedinečné vlastnosti.

Možnosti získání

Struktura atomů hliníku a železa signalizuje přidružení amfoterního hliníku k hlavní podskupině, možnost použití v procesu oddělování železa od jeho oxidů. Aluminothermie, prováděná při zvýšené teplotě, umožňuje oddělit čistý kov od přírodních rud. Kromě hliníku, jako silných redukčních činidel, vodík, oxid uhlík (2), uhlí.

Vlastnosti chemických vlastností

Jaké chemické vlastnosti má železo? Struktura atomu vysvětluje jeho obnovovací aktivitu. Pro železo je charakteristické vytvoření dvou řad sloučenin majících oxidační stavy +2, +3.

Ve vlhkém vzduchu dochází k procesu rzi (koroze) kovu, což vede k tvorbě hydroxidu železitého (3). Při kyslíku reaguje ohřátý železný drát s výskytem černého prášku oxidu železitého (2,3), nazývaného železa.

Při vysokých teplotách je kov schopen reagovat s vodní párou za vzniku směsného oxidu. Tento proces je doprovázen vývojem vodíku.

Reakce s nekovovými látkami nastává pouze tehdy, když jsou počáteční složky předehřáté.

Železo může být rozpuštěno ve zředěné kyselině sírové nebo kyselině chlorovodíkové bez předehřívání směsi. Koncentrované kyseliny sírové a chlorovodíkové tento kov pasivují.

Jaké jiné chemické vlastnosti má železo? Struktura atomu tohoto prvku indikuje jeho průměrnou aktivitu. To je potvrzeno umístěním železa na vodík (H2) v řadě namáhání. V důsledku toho může vyloučit ze solí všechny kovy, které jsou umístěny vpravo od série Beketov. Při reakci s chloridem měďnatým, provedeným při zahřátí, se izoluje čistá měď a získá se roztok chloridu železitého (2).

Aplikace

Hlavní část veškerého železa se používá při výrobě litiny a oceli. V litině je procento uhlíku 3-4%, v oceli - ne více než 1,4%. Tento nekovový způsobuje funkci prvku, který zvyšuje pevnost spojů. Kromě toho pozitivně ovlivňuje korozní vlastnosti slitin, zvyšuje odolnost materiálu vůči zvýšené teplotě.

Dodatky vanadu jsou nezbytné pro zlepšení mechanické pevnosti oceli. Chrom zvyšuje odolnost vůči agresivním chemikáliím.

Feromagnetické vlastnosti tohoto chemického prvku ji činí v poptávce v průmyslových instalacích, které zahrnují elektromagnety. Navíc železo našlo jeho použití v průmyslu suvenýrů. Na základě toho jsou vyrobeny různé suvenýry, například barevné magnety na lednici.

Pevnost a tažnost umožňují použití kovu k vytvoření zbroje, různých zbraní.

Chlorid železitý (3) se používá k čištění vody z nečistot. V medicíně 26 prvků periodický systém Mendelejeva při léčbě onemocnění, jako je anémie. V případě nedostatku červených krvinek dochází k rychlé únavě, kůže získává nepřirozenou bledou barvu. Příprava železa pomáhá eliminovat podobný problém, vrátit tělo k plnohodnotné činnosti. Zvláštní důležitost železa má pro činnost štítné žlázy, játra. Aby se předešlo vážným problémům v lidském těle, stačí spotřebovat asi 20 mg tohoto kovu denně.