Jernvalens og oxidationstilstande. Stor encyklopædi af olie og gas

Valens er et atoms evne til at danne et vist antal kemiske bindinger.

Billedligt talt er valens antallet af "hænder", som et atom klamrer sig til andre atomer med. Naturligvis har atomer ingen "hænder"; deres rolle spilles af den såkaldte. valenselektroner.

Du kan sige det anderledes: Valens er et atoms evne til at binde et bestemt antal andre atomer.

Følgende principper skal forstås klart:

Der er elementer med konstant valens (som der er relativt få af) og elementer med variabel valens (hvoraf størstedelen er).

Elementer med konstant valens skal huskes:

De resterende elementer kan udvise forskellige valenser.

Den højeste valens af et grundstof falder i de fleste tilfælde sammen med nummeret på den gruppe, hvori grundstoffet er placeret.

For eksempel er mangan i gruppe VII (sideundergruppe), den højeste valens af Mn er syv. Silicium er placeret i gruppe IV (hovedundergruppe), dens højeste valens er fire.

Det skal dog huskes, at den højeste valens ikke altid er den eneste mulige. For eksempel er den højeste valens af klor syv (sørg for dette!), men forbindelser, hvori dette grundstof udviser valenser VI, V, IV, III, II, I er kendte.

Det er vigtigt at huske et par stykker undtagelser: den maksimale (og eneste) valens af fluor er I (og ikke VII), oxygen - II (og ikke VI), nitrogen - IV (nitrogens evne til at udvise valens V er en populær myte, der findes selv i nogle skoler lærebøger).

Valens og oxidationstilstand er ikke identiske begreber.

Disse begreber er ret tætte, men de bør ikke forveksles! Oxidationstilstanden har et fortegn (+ eller -), valensen har ikke; oxidationstilstanden for et grundstof i et stof kan være nul, valensen er kun nul, hvis vi har at gøre med et isoleret atom; den numeriske værdi af oxidationstilstanden må IKKE falde sammen med valensen. For eksempel er valensen af nitrogen i N 2 III, og oxidationstilstanden = 0. Valensen af kulstof i myresyre er = IV, og oxidationstilstanden = +2.

Hvis valensen af et af grundstofferne i en binær forbindelse er kendt, kan valensen af den anden findes.

Dette gøres meget enkelt. Husk den formelle regel: produktet af antallet af atomer af det første grundstof i et molekyle og dets valens skal være lig med et lignende produkt for det andet grundstof.

I forbindelsen A x B y: valens (A) x = valens (B) y

Eksempel 1. Find valenserne af alle grundstoffer i forbindelsen NH 3.

Løsning. Vi kender valensen af brint - den er konstant og lig med I. Vi multiplicerer valensen H med antallet af brintatomer i ammoniakmolekylet: 1 3 = 3. For nitrogen er derfor produktet af 1 (antallet af atomer) N) ved X (valensen af nitrogen) skal også være lig med 3. Det er klart, at X = 3. Svar: N(III), H(I).

Eksempel 2. Find valenserne af alle grundstoffer i Cl 2 O 5 molekylet.

Løsning. Ilt har en konstant valens (II); molekylet af dette oxid indeholder fem oxygenatomer og to kloratomer. Lad valensen af chlor = X. Lad os skabe ligningen: 5 2 = 2 X. Det er klart, X = 5. Svar: Cl(V), O(II).

Eksempel 3. Find valensen af chlor i SCl 2-molekylet, hvis det vides, at svovlens valens er II.

Løsning. Hvis forfatterne af problemet ikke havde fortalt os svovlens valens, ville det have været umuligt at løse det. Både S og Cl er grundstoffer med variabel valens. Under hensyntagen til yderligere information er løsningen konstrueret efter skemaet i eksempel 1 og 2. Svar: Cl(I).

Ved at kende valensen af to elementer, kan du oprette en formel for en binær forbindelse.

I eksempel 1 - 3 bestemte vi valens ved hjælp af formlen; lad os nu prøve at gøre den omvendte procedure.

Eksempel 4. Skriv en formel for forbindelsen af calcium og brint.

Løsning. Valenserne af calcium og hydrogen er kendt - henholdsvis II og I. Lad formlen for den ønskede forbindelse være Ca x H y. Vi sammensætter igen den velkendte ligning: 2 x = 1 y. Som en af løsningerne til denne ligning kan vi tage x = 1, y = 2. Svar: CaH 2.

"Hvorfor præcist CaH 2? - spørger du. - Varianterne Ca 2 H 4 og Ca 4 H 8 og endda Ca 10 H 20 modsiger ikke vores regel!"

Svaret er enkelt: Tag de mindst mulige værdier af x og y. I det givne eksempel er disse minimumsværdier (naturlige!) nøjagtigt 1 og 2.

"Så, forbindelser som N 2 O 4 eller C 6 H 6 er umulige?" spørger du. "Skal disse formler erstattes med NO 2 og CH?"

Nej, de er mulige. Desuden er N 2 O 4 og NO 2 helt forskellige stoffer. Men formlen CH svarer slet ikke til noget reelt stabilt stof (i modsætning til C 6 H 6).

På trods af alt det, der er blevet sagt, kan du i de fleste tilfælde følge reglen: tag de mindste indeksværdier.

Eksempel 5. Skriv en formel for forbindelsen af svovl og fluor, hvis det vides, at svovlens valens er seks.

Løsning. Lad formlen for forbindelsen være S x F y . Valensen af svovl er givet (VI), valensen af fluor er konstant (I). Vi formulerer ligningen igen: 6 x = 1 y. Det er let at forstå, at de mindst mulige værdier af variablerne er 1 og 6. Svar: SF 6.

Her er faktisk alle hovedpunkterne.

Tjek nu dig selv! Jeg foreslår, at du gennemgår en kort test om emnet "Valence".

Valence– elementers evne til at knytte andre elementer til sig selv.

Enkelt sagt er dette et tal, der viser, hvor mange grundstoffer et bestemt atom kan binde til sig selv.

Nøglepunktet i kemi er at skrive formlerne for forbindelser korrekt.

Der er flere regler, der gør det nemmere for os at sammensætte formler korrekt.

Valensen af alle metaller i hovedundergrupperne er lig med gruppenummeret:

Figuren viser et eksempel på hoved- og sekundære undergrupper i gruppe I.

2. Valensen af oxygen er to

3. Valensen af brint er én

4. Ikke-metaller udviser to typer valens:

Laveste (8. gruppe)
Højeste (lig med gruppenummer)

A) I forbindelser med metaller udviser ikke-metaller lavere valens!

B) I binære forbindelser er summen af valensen af en type atom lig med summen af valensen af en anden type atom!

Valensen af aluminium er tre (aluminium er et gruppe III metal). Valensen af ilt er to. Summen af valens for to aluminiumatomer er 6. Valenssummen for tre oxygenatomer er også 6.

1) Bestem valenserne af grundstoffer i forbindelser:

Valensen af aluminium er III. I formel 1 er atom => total valens også lig med 3. Derfor vil valensen for alle kloratomer også være lig med 3 (reglen for binære forbindelser). 3:3=1. Valensen af klor er 1.

Valensen af oxygen er 2. I en forbindelse er der 3 oxygenatomer => den samlede valens er 6. For to atomer er den samlede valens 6 => for et jernatom - 3 (6:2 = 3)

2) Lav formler for en forbindelse bestående af:

natrium og oxygen

Valensen af oxygen er II.

Natrium er et metal fra den første gruppe i hovedundergruppen => dets valens er I.

Et af de vigtige emner i studiet af skole er kurset vedrørende valens. Dette vil blive diskuteret i artiklen.

Valens - hvad er det?

Valens i kemi betyder egenskaben af et kemisk grundstofs atomer til at binde atomer af et andet grundstof til sig selv. Oversat fra latin - styrke. Det er udtrykt i tal. For eksempel vil valensen af brint altid være lig med én. Hvis vi tager formlen for vand - H2O, kan den repræsenteres som H - O - H. Et oxygenatom var i stand til at binde to brintatomer til sig selv. Det betyder, at antallet af bindinger, som oxygen skaber, er to. Og valensen af dette element vil være lig med to.

Til gengæld vil brint være divalent. Dets atom kan kun forbindes med ét atom i et kemisk grundstof. I dette tilfælde med ilt. Mere præcist danner atomer, afhængigt af grundstoffets valens, par af elektroner. Hvor mange sådanne par dannes - dette vil være valensen. Den numeriske værdi kaldes indekset. Ilt har et indeks på 2.

Hvordan man bestemmer valensen af kemiske elementer ved hjælp af Dmitry Mendeleevs tabel

Ser du på det periodiske system af elementer, vil du bemærke lodrette rækker. De kaldes grupper af elementer. Valens afhænger også af gruppen. Elementer i den første gruppe har den første valens. Anden - anden. Tredje - tredje. Og så videre.

Der er også elementer med et konstant valensindeks. For eksempel brint, halogengruppe, sølv og så videre. De skal helt klart læres.

Hvordan bestemmer man valensen af kemiske elementer ved hjælp af formler?

Nogle gange er det svært at bestemme valens ud fra det periodiske system. Så skal du se på den specifikke kemiske formel. Lad os tage FeO-oxid. Her vil jern ligesom ilt have et valensindeks på to. Men i Fe2O3-oxid er det anderledes. Jern vil være jern.

Du skal altid huske de forskellige måder at bestemme valens på og ikke glemme dem. Kend dens konstante numeriske værdier. Hvilke elementer har dem? Og brug selvfølgelig tabellen over kemiske elementer. Og studere også individuelle kemiske formler. Det er bedre at præsentere dem i skematisk form: H – O – H, for eksempel. Så er sammenhængene synlige. Og antallet af bindestreger (streger) vil være den numeriske værdi af valensen.

I kemitimerne har du allerede stiftet bekendtskab med begrebet valens af kemiske elementer. Vi har samlet alle nyttige oplysninger om dette problem ét sted. Brug det, når du forbereder dig til State Exam og Unified State Exam.

Valens og kemisk analyse

Valence– evnen hos atomer af kemiske grundstoffer til at indgå i kemiske forbindelser med atomer af andre grundstoffer. Med andre ord er det et atoms evne til at danne et vist antal kemiske bindinger med andre atomer.

Fra latin er ordet "valens" oversat til "styrke, evne." Et meget korrekt navn, ikke?

Begrebet "valens" er et af de grundlæggende i kemi. Det blev introduceret endnu før forskerne kendte atomets struktur (tilbage i 1853). Derfor, da vi studerede atomets struktur, undergik det nogle ændringer.

Fra et elektronisk teoris synspunkt er valens således direkte relateret til antallet af ydre elektroner i et grundstofs atom. Det betyder, at "valens" refererer til antallet af elektronpar, som et atom har med andre atomer.

Ved at vide dette var forskerne i stand til at beskrive arten af den kemiske binding. Det ligger i, at et par atomer af et stof deler et par valenselektroner.

Du kan spørge, hvordan var kemikere fra det 19. århundrede i stand til at beskrive valens, selv når de troede, at der ikke var nogen partikler mindre end et atom? Dermed ikke sagt, at det var så enkelt - de stolede på kemiske analyser.

Gennem kemisk analyse bestemte fortidens videnskabsmænd sammensætningen af en kemisk forbindelse: hvor mange atomer af forskellige grundstoffer er indeholdt i det pågældende stofs molekyle. For at gøre dette var det nødvendigt at bestemme, hvad den nøjagtige masse af hvert element i en prøve af rent (uden urenheder) stof var.

Sandt nok er denne metode ikke uden fejl. Fordi et grundstofs valens kan bestemmes på denne måde kun i dets simple kombination med altid monovalent brint (hydrid) eller altid divalent oxygen (oxid). For eksempel er valensen af nitrogen i NH 3 III, da et hydrogenatom er bundet til tre nitrogenatomer. Og valensen af kulstof i metan (CH 4) er ifølge samme princip IV.

Denne metode til bestemmelse af valens er kun egnet til simple stoffer. Men i syrer kan vi på denne måde kun bestemme valensen af forbindelser som sure rester, men ikke af alle grundstoffer (bortset fra den kendte valens af brint) individuelt.

Som du allerede har bemærket, er valens angivet med romertal.

Valens og syrer

Da valensen af brint forbliver uændret og er velkendt for dig, kan du nemt bestemme valensen af syreresten. Så for eksempel i H 2 SO 3 er valensen af SO 3 I, i HСlO 3 er valensen af СlO 3 I.

På lignende måde, hvis valensen af syreresten er kendt, er det let at nedskrive den korrekte formel for syren: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Valens og formler

Valensbegrebet giver kun mening for stoffer af molekylær natur og er ikke særlig velegnet til at beskrive kemiske bindinger i forbindelser af klynge, ionisk, krystallinsk natur osv.

Indekser i stoffernes molekylære formler afspejler antallet af atomer i de grundstoffer, der udgør dem. At kende elementernes valens hjælper med at placere indeksene korrekt. På samme måde kan du ved at se på molekylformlen og indeksene se valenserne af de indgående elementer.

Du laver opgaver som denne i kemitimerne på skolen. Hvis du for eksempel har den kemiske formel for et stof, hvor valensen af et af grundstofferne er kendt, kan du nemt bestemme valensen af et andet grundstof.

For at gøre dette skal du bare huske, at i et stof af molekylær natur er antallet af valenser af begge elementer ens. Brug derfor det mindste fælles multiplum (svarende til antallet af frie valenser, der kræves for forbindelsen) til at bestemme valensen af et grundstof, der er ukendt for dig.

For at gøre det klart, lad os tage formlen for jernoxid Fe 2 O 3. Her deltager to jernatomer med valens III og 3 oxygenatomer med valens II i dannelsen af en kemisk binding. Deres mindste fælles multiplum er 6.

Eksempel: du har formlerne Mn 2 O 7. Du kender valensen af ilt, det er let at beregne, at det mindste fælles multiplum er 14, derfor er valensen af Mn VII.

På lignende måde kan du gøre det modsatte: nedskrive den korrekte kemiske formel for et stof, ved at kende valenserne af dets elementer.

Eksempel: For korrekt at skrive formlen for fosforoxid tager vi højde for valensen af oxygen (II) og fosfor (V). Det betyder, at det mindste fælles multiplum for P og O er 10. Derfor har formlen følgende form: P 2 O 5.

Ved at kende egenskaberne af grundstoffer, som de udviser i forskellige forbindelser, er det muligt at bestemme deres valens selv ved udseendet af sådanne forbindelser.

For eksempel: kobberoxider er røde (Cu 2 O) og sorte (CuO) i farven. Kobberhydroxider er farvet gule (CuOH) og blå (Cu(OH) 2).

For at gøre de kovalente bindinger i stoffer mere visuelle og forståelige for dig, skriv deres strukturformler. Linjerne mellem grundstofferne repræsenterer bindingerne (valens), der opstår mellem deres atomer:

Valens egenskaber

I dag er bestemmelsen af grundstoffernes valens baseret på viden om strukturen af de ydre elektroniske skaller af deres atomer.

Valens kan være:

konstant (metaller i hovedundergrupperne);
variabel (ikke-metaller og metaller fra sekundære grupper):

højere valens;
laveste valens.

Følgende forbliver konstant i forskellige kemiske forbindelser:

valens af hydrogen, natrium, kalium, fluor (I);
valens af oxygen, magnesium, calcium, zink (II);
valens af aluminium (III).

Men valensen af jern og kobber, brom og klor samt mange andre grundstoffer ændrer sig, når de danner forskellige kemiske forbindelser.

Valens og elektronteori

Inden for rammerne af elektronisk teori bestemmes et atoms valens ud fra antallet af uparrede elektroner, der deltager i dannelsen af elektronpar med elektroner fra andre atomer.

Kun elektroner placeret i den ydre skal af et atom deltager i dannelsen af kemiske bindinger. Derfor er den maksimale valens af et kemisk grundstof antallet af elektroner i den ydre elektronskal af dets atom.

Begrebet valens er tæt forbundet med den periodiske lov, opdaget af D. I. Mendeleev. Hvis du ser omhyggeligt på det periodiske system, kan du nemt bemærke: positionen af et grundstof i det periodiske system og dets valens er uløseligt forbundet. Den højeste valens af grundstoffer, der tilhører samme gruppe, svarer til ordenstallet for gruppen i det periodiske system.

Du finder ud af den laveste valens, når du trækker gruppenummeret for det grundstof, der interesserer dig, fra antallet af grupper i det periodiske system (der er otte af dem).

For eksempel falder valensen af mange metaller sammen med antallet af grupperne i tabellen over periodiske grundstoffer, som de tilhører.

Tabel over valens af kemiske elementer

Serienummer

chem. grundstof (atomnummer)

Navn

Kemisk symbol

Valence

Brint

Helium

Lithium

Beryllium

Kulstof

Nitrogen / Nitrogen

Ilt

Fluor

Neon / Neon

Natrium/natrium

Magnesium / Magnesium

Aluminium

Silicium

Fosfor / Fosfor

Svovl/Svovl

Klor

Argon / Argon

Kalium/Kalium

Calcium

Scandium / Scandium

Titanium

Vanadium

Chrome / Chromium

Mangan / Mangan

Jern

Kobolt

Nikkel

Kobber

Zink

Gallium

Germanium

Arsen/Arsen

Selen

Brom

Krypton / Krypton

Rubidium / Rubidium

Strontium / Strontium

Yttrium / Yttrium

Zirconium / Zirconium

Niobium / Niobium

Molybdæn

Technetium / Technetium

Ruthenium / Ruthenium

Rhodium

Palladium

Sølv

Cadmium

Indium

Tin/Tin

Antimon / Antimon

Tellur / Tellur

Jod / Jod

Xenon / Xenon

Cæsium

Barium / Barium

Lanthanum / Lanthanum

Cerium

Praseodym / Praseodym

Neodym / Neodym

Promethium / Promethium

Samarium / Samarium

Europium

Gadolinium / Gadolinium

Terbium / Terbium

Dysprosium / Dysprosium

Holmium

Erbium

Thulium

Ytterbium / Ytterbium

Lutetium / Lutetium

Hafnium / Hafnium

Tantal / Tantal

Wolfram/Tungsten

Rhenium / Rhenium

Osmium / Osmium

Iridium / Iridium

Platin

Guld

Merkur

Thalium / Thallium

Bly/Bly

Bismuth

Polonium

Astatin

Radon / Radon

Francium

Radium

Actinium

Thorium

Proactinium / Protactinium

Uran / Uran

jeg

(I), II, III, IV, V

I, (II), III, (IV), V, VII

II, (III), IV, VI, VII

II, III, (IV), VI

(I), II, (III), (IV)

I, (III), (IV), V

(II), (III), IV

(II), III, (IV), V

(II), III, (IV), (V), VI

(II), III, IV, (VI), (VII), VIII

(II), (III), IV, (VI)

I, (III), (IV), V, VII

(II), (III), (IV), (V), VI

(I), II, (III), IV, (V), VI, VII

(II), III, IV, VI, VIII

(I), (II), III, IV, VI

(I), II, (III), IV, VI

(II), III, (IV), (V)

Ingen data

(II), III, IV, (V), VI

De valenser, som de elementer, der besidder dem, sjældent udviser, er angivet i parentes.

Valens og oxidationstilstand

Når man taler om graden af oxidation, menes det således, at et atom i et stof af ionisk (hvilket er vigtigt) natur har en vis konventionel ladning. Og hvis valens er en neutral karakteristik, så kan oxidationstilstanden være negativ, positiv eller lig med nul.

Det er interessant, at for et atom af det samme grundstof, afhængigt af de grundstoffer, som det danner en kemisk forbindelse med, kan valensen og oxidationstilstanden være den samme (H 2 O, CH 4 osv.) eller forskellige (H 2 O) 2, HNO3).

Konklusion

Ved at uddybe din viden om strukturen af atomer, vil du lære dybere og mere detaljeret om valens. Denne beskrivelse af kemiske grundstoffer er ikke udtømmende. Men det har stor praktisk betydning. Som du selv har set mere end én gang, løse problemer og udføre kemiske eksperimenter i dine timer.

Denne artikel er designet til at hjælpe dig med at organisere din viden om valens. Og minde dig også om, hvordan det kan bestemmes, og hvor valens bruges.

Vi håber, at du finder dette materiale nyttigt til at forberede dine lektier og selvforberedelse til prøver og eksamener.

blog.site, ved kopiering af materiale helt eller delvist kræves et link til den originale kilde.

Det er svært at overvurdere jernets rolle for den menneskelige krop, fordi det er det, der bidrager til "skabelsen" af blod, dets indhold påvirker niveauet af hæmoglobin og myoglobin, jern normaliserer enzymsystemets funktion. Men hvad er dette grundstof fra et kemisk synspunkt? Hvad er valensen af jern? Dette vil blive diskuteret i denne artikel.

Lidt historie

Menneskeheden kendte til dette kemiske element og ejede endda produkter fremstillet af det tilbage i det 4. århundrede f.Kr. Disse var folkene i det gamle Egypten og Sumer. Det var dem, der først begyndte at lave smykker og våben af en legering af jern og nikkel, som blev fundet under arkæologiske udgravninger og omhyggeligt studeret af kemikere.

Lidt senere lærte de ariske stammer, der flyttede til Asien, at udvinde fast jern fra malm. Det var så værdifuldt for datidens folk, at produkterne blev belagt med guld!

Egenskaber af jern

Jern (Fe) rangerer på fjerdepladsen med hensyn til dets indhold i dybet af jordskorpen. Det indtager en plads i gruppe 7 i periode 4 og er nummer 26 i det periodiske kemiske system af grundstoffer. Valensen af jern er direkte afhængig af dets placering i tabellen. Men mere om det senere.

Dette metal er mest almindeligt i naturen i form af malm, der findes i vand som et mineral, og også i forskellige forbindelser.

Den største mængde jernreserver i form af malm er placeret i Rusland, Australien, Ukraine, Brasilien, USA, Indien og Canada.

Fysiske egenskaber

Før man går videre til jernets valens, er det nødvendigt at se nærmere på dets fysiske egenskaber, så at sige, for at se nærmere på det.

Dette metal er ret duktilt, men er i stand til at øge hårdheden gennem dets interaktion med andre elementer (for eksempel kulstof). Det har også magnetiske egenskaber.

I et fugtigt miljø kan jern korrodere, det vil sige rust. Selvom absolut rent metal er mere modstandsdygtigt over for fugt, fremkalder de korrosion, hvis det indeholder urenheder.

Jern interagerer godt med sure miljøer og kan endda danne salte af jernsyre (forudsat at der er et stærkt oxidationsmiddel).

I luften bliver den hurtigt dækket af en oxidfilm, som beskytter den mod interaktioner.

Kemiske egenskaber

Dette grundstof har også en række kemiske egenskaber. Jern har ligesom resten af grundstofferne i det periodiske system en ladning på atomkernen, som svarer til atomnummeret +26. Og der er 26 elektroner, der roterer nær kernen.

Generelt, hvis vi overvejer egenskaberne af jern - et kemisk element, så er det et metal med en lav aktiv evne.

I vekselvirkning med svagere oxidationsmidler danner jern forbindelser, hvor det er divalent (det vil sige, at dets oxidationstilstand er +2). Og hvis der er stærke oxidationsmidler, når jernets oxidationstilstand +3 (det vil sige, dens valens bliver lig med 3).

Ved vekselvirkning med kemiske grundstoffer, der ikke er metaller, virker Fe som et reduktionsmiddel over for dem, og dets oxidationstilstand bliver, udover +2 og +3, endda +4, +5, +6. Sådanne forbindelser har meget stærke oxiderende egenskaber.

Som nævnt ovenfor er jern i luften dækket af en oxidfilm. Og ved opvarmning stiger reaktionshastigheden, og der kan dannes jernoxid med valens 2 (temperatur mindre end 570 grader Celsius) eller oxid med valens 3 (temperatur mere end 570 grader Celsius).

Interaktionen af Fe med halogener fører til dannelsen af salte. Grundstofferne fluor og klor oxiderer det til +3. Brom er op til +2 eller +3 (det hele afhænger af betingelserne for den kemiske omdannelse ved interaktion med jern).

Når det interagerer med jod, oxideres grundstoffet til +2.

Ved opvarmning af jern og svovl opnås jernsulfid med valens 2.

Hvis ferrum smeltes og kombineres med kulstof, fosfor, silicium, bor, nitrogen, får man forbindelser kaldet legeringer.

Jern er et metal, så det interagerer også med syrer (dette blev også kort diskuteret ovenfor). For eksempel påvirker svovlsyre og salpetersyre, som har en høj koncentration, ikke jern i et lavtemperaturmiljø. Men så snart det stiger, sker der en reaktion, som et resultat af hvilken jern oxideres til +3.

Jo højere syrekoncentrationen er, jo højere skal temperaturen angives.

Ved at opvarme divalent jern i vand får vi dets oxid og brint.

Fe har også evnen til at fortrænge metaller, der har reduceret aktivitet, fra vandige opløsninger af salte. Samtidig oxideres det til +2.

Når temperaturen stiger, reducerer jern metaller fra oxider.

Hvad er valens

Allerede i det foregående afsnit stødte man lidt på begrebet valens, såvel som oxidationstilstand. Det er tid til at overveje jernets valens.

Men først skal du forstå, hvilken slags egenskab af kemiske elementer dette er.

Kemikalier er næsten altid konstante i deres sammensætning. For eksempel er der i formlen for vand H2O 1 oxygenatom og 2 hydrogenatomer. Det samme er tilfældet med andre forbindelser, der involverer to kemiske grundstoffer, hvoraf det ene er brint: 1-4 brintatomer kan tilføjes til 1 atom af et kemisk grundstof. Men ikke omvendt! Derfor er det klart, at brint kun binder 1 atom af et andet stof til sig selv. Og det er dette fænomen, der kaldes valens - evnen af atomer af et kemisk element til at vedhæfte et bestemt antal atomer af andre elementer.

Valensværdi og grafisk formel

Der er elementer i det periodiske system, der har en konstant valens - disse er ilt og brint.

Og der er kemiske grundstoffer, hvori det ændrer sig. For eksempel er jern ofte 2- og 3-valent, svovl er 2, 4, 6, kulstof er 2 og 4. Disse er elementer med variabel valens.

Ved at kende valensen af et af grundstofferne i en forbindelse kan du også bestemme valensen af det andet.

Valens af jern

Som nævnt er jern et grundstof med variabel valens. Og det kan svinge ikke kun mellem indikator 2 og 3, men også nå 4, 5 og endda 6.

Selvfølgelig studerer han jerns valens mere detaljeret Lad os kort betragte denne mekanisme på niveau med de enkleste partikler.

Jern er et d-grundstof, som omfatter 31 flere elementer i det periodiske system (disse er periode 4-7). Med stigende serienummer får d-elementernes egenskaber små ændringer. Atomradius for disse stoffer øges også langsomt. De har en variabel valens, som afhænger af, at det ydre d-elektronunderniveau er ufuldstændigt.

Derfor er valenselektroner for jern ikke kun c-elektroner placeret i det ydre lag, men også uparrede 3D-elektroner i det ydre lag. Og som et resultat kan valensen af Fe i kemiske forbindelser være lig med 2, 3, 4, 5, 6. Grundlæggende er den lig med 2 og 3 - disse er mere stabile med andre stoffer. I mindre stabile udviser det en valens på 4, 5, 6. Men sådanne forbindelser er mindre almindelige.

Divalent ferrum

Når 2-valent jern reagerer med vand, opnås jernoxid (2). Denne forbindelse er sort i farven. Det interagerer ret let med saltsyre (lav koncentration) og salpetersyre (høj koncentration).

Hvis et sådant oxid af 2-valent jern reagerer enten med brint (temperatur 350 grader Celsius) eller med kulstof (koks) ved 1000 grader, så genoprettes det til en ren tilstand.

Divalent jernoxid ekstraheres ved hjælp af følgende metoder:

gennem forbindelse af oxid af 3-valent jern med carbonmonoxid;
ved opvarmning af ren Fe, med lavt ilttryk;
ved nedbrydning af jernholdig oxalat i et vakuummiljø;
når rent jern interagerer med dets oxider, er temperaturen 900-1000 grader Celsius.

Hvad angår det naturlige miljø, er divalent jernoxid til stede i form af mineralet wustite.

Der er også en måde at bestemme valensen af jern i en opløsning - i dette tilfælde har den en indikator på 2. Det er nødvendigt at udføre reaktioner med rødt salt (kaliumhexacyanoferrat) og med alkali. I det første tilfælde opnås et mørkeblåt bundfald - et komplekst salt af divalent jern. I den anden - opnåelse af et mørkegrå-grønt bundfald - jernhydroxid, også 2-valent, mens 3-valent jernhydroxid har en mørkebrun farve i opløsning.

Jern jern

Trivalent ferrumoxid har en pulveragtig struktur, hvis farve er rødbrun. Det har også navne: jernoxid, rødt pigment, madfarve, krokus.

I naturen forekommer dette stof i form af et mineral - hæmatit.

Oxidet af sådant jern interagerer ikke længere med vand. Men det kombineres med syrer og baser.

Jernoxid (3) bruges til at farve materialer brugt i byggeriet:

mursten;
cement;
keramiske produkter;
beton;
belægningsplader;
gulvbelægning (linoleum).

Jern i menneskekroppen

Som nævnt i begyndelsen af artiklen er stoffet jern en vigtig bestanddel af den menneskelige krop.

Når dette element ikke er nok, kan følgende konsekvenser opstå:

øget træthed og følsomhed over for kulde;
tør hud;
nedsat hjerneaktivitet;
forringelse af neglepladens styrke;
svimmelhed;
fordøjelsesproblemer;
gråt hår og hårtab.

Jern ophobes, som regel, i milten og leveren, samt nyrerne og bugspytkirtlen.

En persons kost bør omfatte fødevarer, der indeholder jern:

oksekød lever;
boghvede grød;
jordnød;
pistacienødder;
dåse grønne ærter;
tørrede porcini-svampe;
kyllingeæg;
spinat;
kornel;
æbler;
pærer;
ferskner;
sukkerroer;
skaldyr.

Mangel på jern i blodet fører til et fald i hæmoglobin og udvikling af en sygdom som jernmangelanæmi.