Demir değerliği ve oksidasyon durumları. Büyük petrol ve gaz ansiklopedisi

Değerlik, belirli bir elementin bir atomunun belirli sayıda kimyasal bağ oluşturma yeteneğidir.

Mecazi anlamda değerlik, bir atomun diğer atomlara tutunduğu "ellerin" sayısıdır. Doğal olarak atomların “elleri” yoktur; rolleri sözde tarafından oynanır. değerlik elektronları.

Bunu farklı şekilde söyleyebilirsiniz: Değerlik, belirli bir elementin bir atomunun belirli sayıda başka atomu bağlama yeteneğidir.

Aşağıdaki ilkelerin açıkça anlaşılması gerekir:

Sabit değerliliğe sahip elementler (nispeten az sayıda vardır) ve değişken değerliliğe sahip elementler (çoğunlukla öyledir) vardır.

Sabit değerliliğe sahip elementler hatırlanmalıdır:

Geri kalan öğeler farklı değerler sergileyebilir.

Çoğu durumda bir elementin en yüksek değeri, elementin bulunduğu grubun numarasına denk gelir.

Örneğin manganez grup VII'dedir (yan alt grup), Mn'nin en yüksek değeri yedidir. Silikon grup IV'te (ana alt grup) yer alır, en yüksek değerliği dörttür.

Ancak en yüksek değerin her zaman mümkün olan tek değer olmadığı unutulmamalıdır. Örneğin, klorun en yüksek değerliği yedidir (bundan emin olun!), ancak bu elementin VI, V, IV, III, II, I değerliklerini sergilediği bileşikler bilinmektedir.

Birkaçını hatırlamak önemlidir istisnalar: florin maksimum (ve tek) değeri I'dir (VII değil), oksijen - II (VI değil), nitrojen - IV (nitrojenin V değerini gösterme yeteneği, bazı okullarda bile bulunan popüler bir efsanedir) ders kitapları).

Değerlik ve oksidasyon durumu aynı kavramlar değildir.

Bu kavramlar birbirine oldukça yakındır ancak karıştırılmamalıdır! Oksidasyon durumunun bir işareti (+ veya -) vardır, değerliğinde yoktur; bir maddedeki bir elementin oksidasyon durumu sıfır olabilir; değerlik yalnızca izole edilmiş bir atomla ilgileniyorsak sıfırdır; oksidasyon durumunun sayısal değeri değerlik ile çakışmayabilir. Örneğin, N2'deki nitrojenin değerliği III'tür ve oksidasyon durumu = 0'dır. Formik asitteki karbonun değerliği = IV ve oksidasyon durumu = +2'dir.

İkili bir bileşikteki elementlerden birinin değeri biliniyorsa diğerinin değeri bulunabilir.

Bu çok basit bir şekilde yapılır. Biçimsel kuralı unutmayın: Bir moleküldeki ilk elementin atom sayısı ile değerliliğinin çarpımı, ikinci element için aynı çarpıma eşit olmalıdır.

A x B y bileşiğinde: değerlik (A) x = değerlik (B) y

Örnek 1. NH3 bileşiğindeki tüm elementlerin değerlerini bulun.

Çözüm. Hidrojenin değerliliğini biliyoruz - sabittir ve I'e eşittir. H değerini amonyak molekülündeki hidrojen atomlarının sayısıyla çarpıyoruz: 1 · 3 = 3. Bu nedenle, nitrojen için 1'in çarpımı (atom sayısı) N) x X (azotun değeri) de 3'e eşit olmalıdır. Açıkçası, X = 3. Cevap: N(III), H(I).

Örnek 2. Cl 2 O 5 molekülündeki tüm elementlerin değerlerini bulun.

Çözüm. Oksijenin sabit bir değeri vardır (II); bu oksidin molekülü beş oksijen atomu ve iki klor atomu içerir. Klorun değerliği = X olsun. Denklemi oluşturalım: 5 2 = 2 X. Açıkçası, X = 5. Cevap: Cl(V), O(II).

Örnek 3. Sülfürün değerliğinin II olduğu biliniyorsa, SCl2 molekülündeki klorun değerini bulun.

Çözüm. Sorunun yazarları bize kükürtün değerini söylemeseydi, sorunu çözmek imkansız olurdu. Hem S hem de Cl değişken değerliliğe sahip elementlerdir. Ek bilgiler dikkate alınarak çözüm, örnek 1 ve 2'deki şemaya göre oluşturulur. Cevap: Cl(I).

İki elementin değerlerini bilerek ikili bir bileşik için formül oluşturabilirsiniz.

Örnek 1 - 3'te formülü kullanarak değerliği belirledik, şimdi işlemin tersini yapmaya çalışalım.

Örnek 4. Kalsiyum ve hidrojen bileşiğinin formülünü yazınız.

Çözüm. Kalsiyum ve hidrojenin değerleri sırasıyla bilinmektedir - II ve I. Arzu edilen bileşiğin formülü Ca x H y olsun. Yine iyi bilinen denklemi oluşturuyoruz: 2 x = 1 y. Bu denklemin çözümlerinden biri olarak x = 1, y = 2'yi alabiliriz. Cevap: CaH 2.

"Neden tam olarak CaH 2? - siz soruyorsunuz - Sonuçta Ca 2 H 4 ve Ca 4 H 8 ve hatta Ca 10 H 20 varyantları kuralımıza aykırı değil!"

Cevap basit: x ve y'nin mümkün olan minimum değerlerini alın. Verilen örnekte bu minimum (doğal!) değerler tam olarak 1 ve 2'dir.

“Peki N 2 O 4 veya C 6 H 6 gibi bileşikler mümkün değil mi?” diye soruyorsunuz. “Bu formüllerin yerine NO 2 ve CH konulmalı mı?”

Hayır, bunlar mümkün. Üstelik N 2 O 4 ve NO 2 tamamen farklı maddelerdir. Ancak CH formülü hiçbir gerçek kararlı maddeye karşılık gelmez (C6H6'nın aksine).

Bütün söylenenlere rağmen çoğu durumda şu kuralı takip edebilirsiniz: en küçük endeks değerlerini alın.

Örnek 5. Kükürtün değerinin altı olduğu biliniyorsa, kükürt ve flor bileşiğinin formülünü yazınız.

Çözüm. Bileşiğin formülü S x F y olsun. Kükürtün değeri verilmiştir (VI), florin değeri sabittir (I). Denklemi tekrar formüle ediyoruz: 6 x = 1 y. Değişkenlerin mümkün olan en küçük değerlerinin 1 ve 6 olduğunu anlamak kolaydır. Cevap: SF 6.

Aslında tüm ana noktalar burada.

Şimdi kendinizi kontrol edin! Kısa bir süre geçmenizi öneririm "Valency" konulu test.

Değerlik– elemanların diğer elemanları kendilerine bağlama yeteneği.

Basit bir ifadeyle bu, belirli bir atomun kendisine kaç element ekleyebileceğini gösteren bir sayıdır.

Kimyada kilit nokta bileşiklerin formüllerini doğru yazmaktır.

Formülleri doğru şekilde oluşturmamızı kolaylaştıran birkaç kural vardır.

1. Ana alt grupların tüm metallerinin değeri grup numarasına eşittir:

Şekilde grup I'in ana ve ikincil alt gruplarının bir örneği gösterilmektedir.

2. Oksijenin değeri ikidir

3. Hidrojenin değerliği birdir

4. Metal olmayanlar iki tür değerlik sergiler:

• En düşük (8. grup)
• En yüksek (grup numarasına eşit)

A) Metalli bileşiklerde metal olmayanlar daha düşük değerliğe sahiptir!

B) İkili bileşiklerde bir tür atomun değerliği toplamı, başka bir tür atomun değerliğinin toplamına eşittir!

Alüminyumun değeri üçtür (alüminyum bir grup III metalidir). Oksijenin değeri ikidir. İki alüminyum atomunun değer toplamı 6'dır. Üç oksijen atomunun değer toplamı da 6'dır.

1) Bileşiklerdeki elementlerin değerlerini belirleyin:

Alüminyumun değerliği III'tür. Formül 1'de atom => toplam değerlik de 3'e eşittir. Dolayısıyla tüm klor atomları için değerlik de 3'e eşit olacaktır (ikili bileşikler kuralı). 3:3=1. Klorun değeri 1'dir.

Oksijenin değerliği 2'dir. Bir bileşikte 3 oksijen atomu vardır => toplam değerlik 6'dır. İki atom için toplam değerlik 6 => bir demir atomu için - 3 (6:2 = 3)

2) Aşağıdakilerden oluşan bir bileşiğin formüllerini oluşturun:

sodyum ve oksijen

Oksijenin değeri II'dir.

Ana alt grubun ilk grubunun sodyum metali => değerliliği I'dir.

Çalışmada yer alan önemli okul konularından biri de değerlik dersidir. Bu makalede tartışılacaktır.

Değerlik - nedir bu?

Kimyada değerlik, bir kimyasal elementin atomlarının başka bir elementin atomlarını kendilerine bağlama özelliği anlamına gelir. Latince'den tercüme edilmiştir - güç. Sayılarla ifade edilir. Örneğin hidrojenin değeri her zaman bire eşit olacaktır. Su - H2O formülünü alırsak H - O - H olarak temsil edilebilir. Bir oksijen atomu, iki hidrojen atomunu kendine bağlamayı başardı. Bu, oksijenin oluşturduğu bağ sayısının iki olduğu anlamına gelir. Ve bu elementin değeri ikiye eşit olacaktır.

Buna karşılık hidrojen iki değerlikli olacaktır. Atomu bir kimyasal elementin yalnızca bir atomuna bağlanabilir. Bu durumda oksijen ile. Daha doğrusu atomlar, elementin değerliliğine bağlı olarak elektron çiftleri oluşturur. Bu tür kaç tane çift oluşur - bu değer olacaktır. Sayısal değere indeks adı verilir. Oksijenin indeksi 2'dir.

Dmitry Mendeleev'in tablosunu kullanarak kimyasal elementlerin değeri nasıl belirlenir

Periyodik element tablosuna baktığınızda dikey sıralar göreceksiniz. Bunlara element grupları denir. Değerlik aynı zamanda gruba da bağlıdır. Birinci grubun elemanları birinci değerliğe sahiptir. İkinci - ikinci. Üçüncü - üçüncü. Ve benzeri.

Sabit değerlik indeksine sahip elementler de vardır. Örneğin hidrojen, halojen grubu, gümüş vb. Kesinlikle öğrenilmeleri gerekiyor.

Formüller kullanılarak kimyasal elementlerin değeri nasıl belirlenir?

Bazen periyodik tablodan değerlik belirlemek zordur. O zaman spesifik kimyasal formüle bakmanız gerekir. FeO oksidi ele alalım. Burada demirin de oksijen gibi değerlik indeksi iki olacaktır. Ancak Fe2O3 oksitte durum farklıdır. Demir ferrik olacaktır.

Değerliliği belirlemenin farklı yollarını her zaman hatırlamanız ve unutmamanız gerekir. Sabit sayısal değerlerini bilir. Hangi elementler var? Ve elbette kimyasal elementler tablosunu kullanın. Ayrıca bireysel kimyasal formülleri de inceleyin. Bunları şematik biçimde sunmak daha iyidir: Örneğin H – O – H. Daha sonra bağlantılar görünür hale gelir. Ve çizgilerin (tirelerin) sayısı değerliliğin sayısal değeri olacaktır.

Kimya derslerinde kimyasal elementlerin değerliği kavramıyla zaten tanıştınız. Bu konuyla ilgili tüm faydalı bilgileri tek bir yerde topladık. Devlet Sınavına ve Birleşik Devlet Sınavına hazırlanırken bunu kullanın.

Değerlik ve kimyasal analiz

Değerlik– kimyasal elementlerin atomlarının diğer elementlerin atomlarıyla kimyasal bileşiklere girme yeteneği. Başka bir deyişle, bir atomun diğer atomlarla belirli sayıda kimyasal bağ oluşturabilme yeteneğidir.

Latince'den "değerlik" kelimesi "güç, yetenek" olarak çevrilir. Çok doğru bir isim değil mi?

“Valans” kavramı kimyanın temel kavramlarından biridir. Bilim adamlarının atomun yapısını bilmesinden önce bile (1853'te) tanıtıldı. Bu nedenle atomun yapısını inceledikçe bazı değişikliklere uğradı.

Dolayısıyla elektronik teorisi açısından bakıldığında değerlik, bir elementin atomunun dış elektronlarının sayısıyla doğrudan ilişkilidir. Bu, "değerlik" derken, bir atomun diğer atomlara bağlandığı elektron çiftlerinin sayısını kastettiğimiz anlamına gelir.

Bunu bilen bilim adamları kimyasal bağın doğasını tanımlayabildiler. Bir maddenin bir çift atomunun bir çift değerlik elektronunu paylaşması gerçeğinde yatmaktadır.

19. yüzyıl kimyagerlerinin atomdan daha küçük parçacıklar olmadığına inandıkları halde değerliliği nasıl tanımlayabildiklerini sorabilirsiniz. Bu, her şeyin çok basit olduğu anlamına gelmiyor; kimyasal analize güvendiler.

Geçmişteki bilim adamları kimyasal analiz yoluyla kimyasal bir bileşiğin bileşimini belirlediler: söz konusu maddenin molekülünde çeşitli elementlerin kaç atomu bulunduğu. Bunu yapmak için, saf (safsızlıklar olmadan) bir madde numunesindeki her bir elementin tam kütlesinin ne olduğunu belirlemek gerekiyordu.

Doğru, bu yöntem kusursuz değildir. Çünkü bir elementin değeri bu şekilde ancak her zaman tek değerlikli hidrojen (hidrit) veya her zaman iki değerlikli oksijen (oksit) ile basit kombinasyonuyla belirlenebilir. Örneğin, bir hidrojen atomu üç nitrojen atomuna bağlı olduğundan NH3'teki nitrojenin değeri III'tür. Ve aynı prensibe göre metandaki (CH4) karbonun değeri IV'tür.

Değerliliği belirlemeye yönelik bu yöntem yalnızca basit maddeler için uygundur. Ancak asitlerde, bu şekilde yalnızca asidik kalıntılar gibi bileşiklerin değerini belirleyebiliriz, ancak tüm elementlerin (hidrojenin bilinen değeri hariç) tek tek değerini belirleyemeyiz.

Daha önce fark ettiğiniz gibi değerlik Romen rakamlarıyla gösterilir.

Değerlik ve asitler

Hidrojenin değeri değişmediğinden ve sizin tarafınızdan iyi bilindiğinden, asit kalıntısının değerini kolayca belirleyebilirsiniz. Yani, örneğin, H2SO3'te SO3'ün değeri I'dir, HСlO3'te ClO3'ün değeri I'dir.

Benzer şekilde, asit kalıntısının değeri biliniyorsa, asidin doğru formülünü yazmak kolaydır: NO 2 (I) - HNO 2, S 4 O 6 (II) - H 2 S 4 O 6.

Değerlik ve formüller

Değerlik kavramı yalnızca moleküler nitelikteki maddeler için anlamlıdır ve küme, iyonik, kristal yapıdaki vb. bileşiklerdeki kimyasal bağları tanımlamak için pek uygun değildir.

Maddelerin moleküler formüllerindeki indeksler, bileşimlerinde bulunan elementlerin atom sayısını yansıtır. Elementlerin değerini bilmek endekslerin doğru yerleştirilmesine yardımcı olur. Aynı şekilde moleküler formüle ve indekslere bakarak kurucu elementlerin değerliklerini de anlayabilirsiniz.

Okuldaki kimya derslerinde buna benzer görevler yapıyorsunuz. Örneğin, elementlerden birinin değeri bilinen bir maddenin kimyasal formülüne sahip olarak, başka bir elementin değerini kolayca belirleyebilirsiniz.

Bunu yapmak için, moleküler nitelikteki bir maddede her iki elementin değer sayısının eşit olduğunu hatırlamanız yeterlidir. Bu nedenle, bilmediğiniz bir elementin değerini belirlemek için en küçük ortak katı (bileşik için gereken serbest değerlik sayısına karşılık gelen) kullanın.

Açıklığa kavuşturmak için demir oksit Fe203 formülünü alalım. Burada, değerlik III'e sahip iki demir atomu ve değerlik II'ye sahip 3 oksijen atomu, kimyasal bir bağın oluşumuna katılır. En küçük ortak katları 6'dır.

• Örnek: Mn 2 O 7 formüllerine sahipsiniz. Oksijenin değerini biliyorsunuz, en küçük ortak katın 14 olduğunu hesaplamak kolaydır, dolayısıyla Mn'nin değeri VII'dir.

Benzer şekilde, bunun tersini de yapabilirsiniz: Bir maddenin doğru kimyasal formülünü, elementlerinin değerlerini bilerek yazın.

• Örnek: Fosfor oksit formülünü doğru yazmak için oksijen (II) ve fosforun (V) değerini dikkate alırız. Bu, P ve O için en küçük ortak katın 10 olduğu anlamına gelir. Dolayısıyla formül şu şekilde olur: P 2 O 5.

Çeşitli bileşiklerde sergiledikleri elementlerin özellikleri iyi bilindiğinde, bu tür bileşiklerin görünümlerinden bile değerliklerini belirlemek mümkündür.

Örneğin: bakır oksitler kırmızı (Cu 2 O) ve siyah (CuO) renktedir. Bakır hidroksitler sarı (CuOH) ve mavi (Cu(OH)2) renklidir.

Maddelerdeki kovalent bağları sizin için daha görsel ve anlaşılır kılmak için yapı formüllerini yazınız. Elementler arasındaki çizgiler, atomları arasında ortaya çıkan bağları (değerlik) temsil eder:

Değerlik özellikleri

Günümüzde elementlerin değerliğinin belirlenmesi, atomlarının dış elektronik kabuklarının yapısına ilişkin bilgiye dayanmaktadır.

Değerlik şöyle olabilir:

• sabit (ana alt grupların metalleri);
• değişken (metal olmayanlar ve ikincil grupların metalleri):
• daha yüksek değerlik;
• en düşük değerlik.

Çeşitli kimyasal bileşiklerde aşağıdakiler sabit kalır:

• hidrojen, sodyum, potasyum, florin (I) değeri;
• oksijen, magnezyum, kalsiyum, çinkonun değeri (II);
• alüminyumun değeri (III).

Ancak demir ve bakırın, bromin ve klorun yanı sıra diğer birçok elementin değeri, çeşitli kimyasal bileşikler oluşturduklarında değişir.

Değerlik ve elektron teorisi

Elektronik teorisi çerçevesinde, bir atomun değeri, diğer atomların elektronlarıyla elektron çiftlerinin oluşumuna katılan eşleşmemiş elektronların sayısına göre belirlenir.

Kimyasal bağ oluşumuna yalnızca atomun dış kabuğunda bulunan elektronlar katılır. Bu nedenle, bir kimyasal elementin maksimum değeri, atomunun dış elektron kabuğundaki elektron sayısıdır.

Değerlik kavramı, D. I. Mendeleev tarafından keşfedilen Periyodik Kanun ile yakından ilgilidir. Periyodik tabloya dikkatlice bakarsanız, kolayca fark edebilirsiniz: Bir elementin periyodik sistemdeki konumu ve değerliliği ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Aynı gruba ait olan elementlerin en yüksek değerliği, grubun periyodik tablodaki sıra numarasına karşılık gelir.

İlginizi çeken elementin grup numarasını periyodik tablodaki grup sayısından (bunlardan sekiz tane vardır) çıkardığınızda en düşük değerliliği bulursunuz.

Örneğin birçok metalin değerliği, ait oldukları periyodik elementler tablosundaki grupların sayılarıyla örtüşür.

Kimyasal elementlerin değerlik tablosu

Seri numarası kimya element (atom numarası)	İsim	Kimyasal sembol	Değerlik
1	Hidrojen Helyum Lityum Berilyum Karbon Azot / Azot Oksijen flor Neon / Neon Sodyum/Sodyum Magnezyum / Magnezyum Alüminyum Silikon Fosfor / Fosfor Kükürt/Kükürt Klor Argon / Argon Potasyum/Potasyum Kalsiyum Skandiyum / Skandiyum Titanyum Vanadyum Krom / Krom Manganez / Manganez Ütü Kobalt Nikel Bakır Çinko Galyum Germanyum Arsenik/Arsenik Selenyum Brom Kripton / Kripton Rubidyum / Rubidyum Stronsiyum / Stronsiyum İtriyum / İtriyum Zirkonyum / Zirkonyum Niyobyum / Niyobyum Molibden Teknesyum / Teknesyum Rutenyum / Rutenyum Rodyum Paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Kalay/Kalay Antimon / Antimon Tellür / Tellür İyot / İyot Ksenon / Ksenon Sezyum Baryum / Baryum Lantan / Lantan Seryum Praseodimyum / Praseodimyum Neodimyum / Neodimyum Prometyum / Prometyum Samaryum / Samaryum Evropyum Gadolinyum / Gadolinyum Terbiyum / Terbiyum Disprosyum / Disprosyum Holmiyum Erbiyum Tülyum İtterbiyum / İtterbiyum Lutesyum / Lutesyum Hafniyum / Hafniyum Tantal / Tantal Tungsten/Tungsten Renyum / Renyum Osmiyum / Osmiyum İridyum / İridyum Platin Altın Merkür Talyum / Talyum Kurşun/Kurşun Bizmut Polonyum Astatin Radon / Radon Fransiyum Radyum Aktinyum Toryum Proaktinyum / Protaktinyum Uranyum / Uranyum	H	BEN (I), II, III, IV, V I, (II), III, (IV), V, VII II, (III), IV, VI, VII II, III, (IV), VI (I), II, (III), (IV) ben, (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) Veri yok Veri yok (II), III, IV, (V), VI

Onlara sahip olan elementlerin nadiren sergilediği değerler parantez içinde verilmiştir.

Değerlik ve oksidasyon durumu

Dolayısıyla oksidasyon derecesinden bahsederken, iyonik (önemli olan) yapıdaki bir atomun belirli bir geleneksel yüke sahip olduğu kastedilmektedir. Ve eğer değerlik nötr bir özellikse, oksidasyon durumu negatif, pozitif veya sıfıra eşit olabilir.

Aynı elementin bir atomunun, kimyasal bileşik oluşturduğu elementlere bağlı olarak değerlik ve oksidasyon durumunun aynı (H2O, CH4, vb.) veya farklı (H2O) olabilmesi ilginçtir. 2, HNO3).

Çözüm

Atomun yapısına ilişkin bilginizi derinleştirerek değerlik hakkında daha derinlemesine ve daha ayrıntılı bilgi edineceksiniz. Kimyasal elementlerin bu açıklaması kapsamlı değildir. Ancak bunun pratik önemi büyüktür. Sizin de defalarca gördüğünüz gibi derslerinizde problem çözmek ve kimyasal deneyler yapmak.

Bu makale değerlik hakkındaki bilgilerinizi düzenlemenize yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Ayrıca nasıl belirlenebileceğini ve değerliliğin nerede kullanıldığını da hatırlatırız.

Bu materyali ödevlerinizi hazırlarken ve test ve sınavlara hazırlanırken faydalı bulacağınızı umuyoruz.

blog.site, materyalin tamamını veya bir kısmını kopyalarken, orijinal kaynağa bir bağlantı gereklidir.

Demirin insan vücudu için rolünü abartmak zordur, çünkü kanın "yaratılmasına" katkıda bulunur, içeriği hemoglobin ve miyoglobin seviyesini etkiler, demir, enzim sisteminin işleyişini normalleştirir. Peki kimyasal açıdan bu element nedir? Demirin değeri nedir? Bu, bu makalede tartışılacaktır.

Küçük bir tarih

İnsanlık bu kimyasal elementi M.Ö. 4. yüzyılda biliyordu ve hatta ondan yapılan ürünlere bile sahipti. Bunlar Eski Mısır ve Sümer halklarıydı. Arkeolojik kazılar sırasında bulunan ve kimyagerler tarafından dikkatle incelenen demir ve nikel alaşımından takı ve silah yapmaya ilk başlayanlar onlardı.

Bir süre sonra Asya'ya taşınan Aryan kabileleri, cevherden katı demir çıkarmayı öğrendi. O dönemin insanları için o kadar değerliydi ki, ürünler altınla kaplanıyordu!

Demirin özellikleri

Demir (Fe), yer kabuğunun derinliklerinde içeriği bakımından dördüncü sırada yer almaktadır. Periyod 4'ün 7. grubunda yer alır ve periyodik kimyasal element tablosunda 26 numaradır. Demirin değeri doğrudan tablodaki konumuna bağlıdır. Ancak daha sonra bunun hakkında daha fazla bilgi vereceğiz.

Bu metal doğada en yaygın olarak cevher halinde bulunur, mineral olarak suda bulunur ve ayrıca çeşitli bileşikler halinde bulunur.

Cevher formundaki en büyük demir rezervi Rusya, Avustralya, Ukrayna, Brezilya, ABD, Hindistan ve Kanada'da bulunmaktadır.

Fiziksel özellikler

Demirin değerliğine geçmeden önce, fiziksel özelliklerine, tabiri caizse, daha yakından bakmak gerekir.

Bu metal oldukça sünektir ancak diğer elementlerle (örneğin karbon) etkileşimi yoluyla sertliği artırma yeteneğine sahiptir. Aynı zamanda manyetik özelliklere de sahiptir.

Nemli ortamda demir paslanabilir yani paslanabilir. Kesinlikle saf metal neme karşı daha dayanıklı olmasına rağmen, yabancı maddeler içeriyorsa korozyona neden olur.

Demir, asidik ortamlarla iyi etkileşime girer ve hatta ferrik asit tuzları bile oluşturabilir (güçlü bir oksitleyici madde olması koşuluyla).

Havada hızla bir oksit filmi ile kaplanır ve bu da onu etkileşimlerden korur.

Kimyasal özellikler

Bu elementin ayrıca bir dizi kimyasal özelliği vardır. Periyodik tablonun diğer elementleri gibi demir de atom çekirdeğinde +26 atom numarasına karşılık gelen bir yüke sahiptir. Ve çekirdeğin yakınında dönen 26 elektron var.

Genel olarak, kimyasal bir element olan demirin özelliklerini dikkate alırsak, o zaman düşük aktif yeteneğe sahip bir metaldir.

Daha zayıf oksitleyici maddelerle etkileşime giren demir, iki değerli olduğu (yani oksidasyon durumu +2) bileşikler oluşturur. Ve eğer güçlü oksitleyici maddeler varsa, demirin oksidasyon durumu +3'e ulaşır (yani değeri 3'e eşit olur).

Fe, metal olmayan kimyasal elementlerle etkileşime girdiğinde onlara karşı indirgeyici bir madde görevi görür ve oksidasyon durumu +2 ve +3'e ek olarak +4, +5, +6 olur. Bu tür bileşikler çok güçlü oksitleyici özelliklere sahiptir.

Yukarıda belirtildiği gibi havadaki demir oksit bir filmle kaplanır. Ve ısıtıldığında reaksiyon hızı artar ve değerlik 2'ye sahip demir oksit (sıcaklık 570 santigrat derecenin altında) veya değerlik 3'e sahip oksit (sıcaklık 570 santigrat derecenin üzerinde) oluşturulabilir.

Fe'nin halojenlerle etkileşimi tuz oluşumuna yol açar. Flor ve klor elementleri onu +3'e oksitler. Brom +2 veya +3'e kadardır (hepsi demir ile etkileşime girdiğinde kimyasal dönüşümün koşullarına bağlıdır).

İyot ile etkileşime girdiğinde element +2'ye oksitlenir.

Demir ve kükürtün ısıtılmasıyla değerlik 2 olan demir sülfür elde edilir.

Ferrum eritilir ve karbon, fosfor, silikon, bor, nitrojen ile birleştirilirse alaşım adı verilen bileşikler elde edilir.

Demir bir metal olduğundan asitlerle de etkileşime girer (bu da yukarıda kısaca tartışılmıştır). Örneğin konsantrasyonu yüksek olan sülfürik ve nitrik asitler düşük sıcaklıktaki ortamda demiri etkilemez. Ancak yükselir yükselmez demirin +3'e oksitlenmesi sonucu bir reaksiyon meydana gelir.

Asit konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, sıcaklığın da o kadar yüksek olması gerekir.

İki değerlikli demiri suda ısıtarak oksitini ve hidrojenini elde ederiz.

Fe ayrıca aktiviteyi azaltan metalleri tuzların sulu çözeltilerinden uzaklaştırma yeteneğine de sahiptir. Aynı zamanda +2'ye oksitlenir.

Sıcaklık arttıkça demir, metalleri oksitlerden ayırır.

değerlik nedir

Zaten önceki bölümde değerlik kavramı ve oksidasyon durumuyla biraz karşılaşılmıştı. Demirin değerini düşünmenin zamanı geldi.

Ama önce bunun kimyasal elementlerin ne tür bir özelliği olduğunu anlamalısınız.

Kimyasalların bileşimleri neredeyse her zaman sabittir. Örneğin su H2O formülünde 1 oksijen atomu ve 2 hidrojen atomu vardır. Aynı durum, biri hidrojen olmak üzere iki kimyasal element içeren diğer bileşikler için de geçerlidir: Bir kimyasal elementin 1 atomuna 1-4 hidrojen atomu eklenebilir. Ama tam tersi değil! Bu nedenle hidrojenin kendisine başka bir maddenin yalnızca 1 atomunu bağladığı açıktır. Ve değerlik adı verilen bu olgudur - kimyasal bir elementin atomlarının belirli sayıda diğer elementlerin atomlarına bağlanma yeteneği.

Değerlik değeri ve grafik formülü

Periyodik tablonun sabit değerliliğe sahip elementleri vardır - bunlar oksijen ve hidrojendir.

Ve içinde değiştiği kimyasal elementler var. Örneğin demir genellikle 2 ve 3 değerlikli, kükürt 2, 4, 6, karbon ise 2 ve 4'tür. Bunlar değişken değerliğe sahip elementlerdir.

Ayrıca bir bileşikteki elementlerden birinin değerliliğini bilerek diğerinin değerliliğini de belirleyebilirsiniz.

Demirin değeri

Belirtildiği gibi demir, değişken değerliliğe sahip bir elementtir. Ve sadece 2 ve 3 numaralı göstergeler arasında dalgalanmakla kalmıyor, aynı zamanda 4, 5 ve hatta 6'ya da ulaşabiliyor.

Elbette demirin değerliliğini daha detaylı inceliyor. Bu mekanizmayı en basit parçacıklar düzeyinde kısaca ele alalım.

Demir, periyodik tablonun 31 elementini daha içeren bir d-elementidir (bunlar 4-7. periyotlardır). Sıra sayısı arttıkça d elementlerinin özelliklerinde ufak değişiklikler olur. Bu maddelerin atom yarıçapı da yavaş yavaş artar. Dış d-elektron alt seviyesinin eksik olmasına bağlı olarak değişen bir değerliğe sahiptirler.

Bu nedenle demir için değerlik elektronları yalnızca dış katmanda bulunan c-elektronları değil aynı zamanda dış katmanın eşleşmemiş 3 boyutlu elektronlarıdır. Ve sonuç olarak, Fe'nin kimyasal bileşiklerdeki değeri 2, 3, 4, 5, 6'ya eşit olabilir. Temel olarak 2 ve 3'e eşittir - bunlar diğer maddelerle daha kararlıdır. Daha az kararlı olanlarda 4, 5, 6 değerliği sergilenir. Ancak bu tür bileşikler daha az yaygındır.

İki değerlikli ferrum

2 değerlikli demir su ile reaksiyona girdiğinde demir oksit (2) elde edilir. Bu bileşiğin rengi siyahtır. Hidroklorik (düşük konsantrasyonlu) ve nitrik (yüksek konsantrasyonlu) asitlerle oldukça kolay etkileşime girer.

Böyle bir 2 değerlikli demir oksidi hidrojenle (sıcaklık 350 santigrat derece) veya karbonla (kok) 1000 derecede reaksiyona girerse, saf duruma geri döner.

İki değerlikli demir oksit, aşağıdaki yöntemler kullanılarak ekstrakte edilir:

• 3 değerlikli demir oksidin karbon monoksit ile bağlanması yoluyla;
• düşük oksijen basıncıyla saf Fe'yi ısıtırken;
• demirli oksalatın vakum ortamında ayrıştırılması sırasında;
• Saf demir, oksitleriyle etkileşime girdiğinde sıcaklık 900-1000 santigrat derece olur.

Doğal çevreye gelince, iki değerlikli demir oksit, wustit minerali formunda mevcuttur.

Bir çözeltideki demirin değerini belirlemenin de bir yolu vardır - bu durumda göstergesi 2'dir. Kırmızı tuz (potasyum hekzasiyanoferrat) ve alkali ile reaksiyonların gerçekleştirilmesi gereklidir. İlk durumda, koyu mavi bir çökelti elde edilir - iki değerlikli demirin karmaşık bir tuzu. İkincisinde - koyu gri-yeşil bir çökelti elde etmek - yine 2 değerlikli demir hidroksit, 3 değerlikli demir hidroksit ise çözeltide koyu kahverengi bir renge sahiptir.

Ferrik demir

Üç değerlikli ferrum oksit, rengi kırmızı-kahverengi olan toz halinde bir yapıya sahiptir. Ayrıca isimleri de vardır: demir oksit, kırmızı pigment, gıda boyası, çiğdem.

Doğada bu madde bir mineral - hematit formunda bulunur.

Bu tür demirin oksidi artık suyla etkileşime girmez. Ancak asitler ve alkalilerle birleşir.

Demir oksit (3) inşaatta kullanılan malzemeleri renklendirmek için kullanılır:

• tuğlalar;
• çimento;
• seramik ürünler;
• beton;
• kaldırım levhaları;
• zemin kaplamaları (linolyum).

İnsan vücudunda demir

Yazının başında da belirtildiği gibi demir maddesi insan vücudunun önemli bir bileşenidir.

Bu unsur yeterli olmadığında aşağıdaki sonuçlar ortaya çıkabilir:

• artan yorgunluk ve soğuğa karşı hassasiyet;
• kuru cilt;
• beyin aktivitesinde azalma;
• tırnak plağının gücünün bozulması;
• baş dönmesi;
• sindirim sorunları;
• gri saç ve saç dökülmesi.

Demir, kural olarak dalak ve karaciğerin yanı sıra böbrekler ve pankreasta da birikir.

Bir kişinin diyeti demir içeren yiyecekleri içermelidir:

• sığır karaciğeri;
• karabuğday lapası;
• fıstık;
• antep fıstığı;
• konserve yeşil bezelye;
• kurutulmuş porcini mantarları;
• tavuk yumurtası;
• ıspanak;
• kızılcık ağacı;
• elmalar;
• armut;
• şeftali;
• pancar;
• deniz ürünleri.

Kandaki demir eksikliği, hemoglobinin azalmasına ve demir eksikliği anemisi gibi bir hastalığın gelişmesine yol açar.