A oxid de fier Este oricare dintre compușii formați între fier și oxigen. Acestea se caracterizează prin faptul că sunt ionice și cristaline și sunt împrăștiate ca urmare a eroziunii mineralelor lor, compunând solurile, masa vegetală și chiar interiorul organismelor vii..
Este atunci una dintre familiile de compuși care predomină în scoarța terestră. Ce anume sunt? Până în prezent sunt cunoscuți șaisprezece oxizi de fier, majoritatea fiind de origine naturală și alții sintetizați în condiții extreme de presiune sau temperatură..
O porțiune de oxid feric sub formă de pulbere este prezentată în imaginea de mai sus. Culoarea sa roșie caracteristică acoperă fierul diferitelor elemente arhitecturale în ceea ce este cunoscut sub numele de rugină. La fel, se observă pe versanți, munți sau soluri, amestecat cu multe alte minerale, cum ar fi pulberea galbenă de goetită (α-FeOOH).
Cei mai cunoscuți oxizi de fier sunt hematitul (α-FeDouăSAU3) și maghemit (ϒ- FeDouăSAU3), ambii polimorfi ai oxidului feric; și nu în ultimul rând, magnetitul (Fe3SAU4). Structurile lor polimorfe și suprafața lor mare le fac materiale interesante ca sorbanți sau pentru sinteza nanoparticulelor cu aplicații largi..
Indice articol
Imaginea de sus este o reprezentare a structurii cristaline a FeO, unul dintre oxizii de fier în care fierul are o valență de +2. Sferele roșii corespund anionilor ODouă-, în timp ce cele galbene către cationii FeDouă+. Rețineți, de asemenea, că fiecare credințăDouă+ este înconjurat de șase O.Două-, formând o unitate octaedrică de coordonare.
Prin urmare, structura FeO poate fi „mărunțită” în unități de FeO.6, unde atomul central este FeDouă+. În cazul oxihidroxizilor sau hidroxizilor unitatea octaedrică este FeO3(OH)3.
În unele structuri, în loc de octaedru, există unități tetraedrice, FeO4. Din acest motiv, structurile oxizilor de fier sunt de obicei reprezentate cu octaedre sau tetraedre cu centre de fier..
Structurile oxizilor de fier depind de condițiile de presiune sau temperatură, de raportul Fe / O (adică, de câte oxigeni există pe fier și invers) și de valența fierului (+2, +3 și, foarte rar în oxizi sintetici, +4).
În general, anionii voluminoși ODouă- sunt aliniate formând foi care ale căror găuri adăpostesc cationii FeDouă+ o Credință3+. Astfel, există oxizi (cum ar fi magnetitul) care au fiare de călcat cu ambele valențe.
Oxizii de fier prezintă polimorfism, adică structuri diferite sau aranjamente cristaline pentru același compus. Oxid feric, FeDouăSAU3, are până la patru posibile polimorfe. Hematit, α-FeDouăSAU3, este cel mai stabil dintre toate; urmat de maghemit, ϒ- CredințăDouăSAU3, și prin sinteticul β- FeDouăSAU3 și ε- FeDouăSAU3.
Toate au propriile tipuri de structuri și sisteme cristaline. Cu toate acestea, raportul 2: 3 rămâne constant, deci există trei anioni ODouă- pentru fiecare doi cationi Fe3+. Diferența constă în modul în care sunt localizate unitățile octaedrice FeO.6 în spațiu și cum ești împreună.
Unități octaedrice FeO6 poate fi vizualizat folosind imaginea de mai sus. La colțurile octaedrului se află ODouă-, în timp ce în centrul său CredințaDouă+ o Credință3+(în cazul FeDouăSAU3). Modul în care aceste octaedre sunt aranjate în spațiu dezvăluie structura oxidului.
Cu toate acestea, ele influențează și modul în care sunt legate. De exemplu, două octaedre pot fi unite prin atingerea a două dintre vârfurile lor, care este reprezentat de o punte de oxigen: Fe-O-Fe. În mod similar, octaedrele se pot uni prin marginile lor (adiacente una cu cealaltă). Ar fi apoi reprezentat cu două punți de oxigen: Fe- (O)Două-Credinţă.
Și, în sfârșit, octaedrele pot interacționa prin fețele lor. Astfel, reprezentarea ar fi acum cu trei punți de oxigen: Fe- (O)3-Fe. Modul în care sunt legate octaedrele ar varia distanțele internucleare Fe-Fe și, prin urmare, proprietățile fizice ale oxidului.
Un oxid de fier este un compus cu proprietăți magnetice. Acestea pot fi anti, fero sau ferimagnetice și depind de valențele Fe și de modul în care cationii interacționează în solid..
Deoarece structurile solidelor sunt foarte variate, la fel și proprietățile lor fizice și chimice.
De exemplu, polimorfii și hidrații FeDouăSAU3 au valori diferite ale punctelor de topire (care variază între 1200 și 1600 ° C) și ale densităților. Cu toate acestea, au în comun solubilitatea scăzută datorată Fe3+, aceeași masă moleculară, sunt de culoare maro și se dizolvă cu ușurință în soluții acide.
IUPAC stabilește trei moduri de a denumi un oxid de fier. Toate cele trei sunt foarte utile, deși pentru oxizi complecși (cum ar fi Fe7SAU9) regulile sistematice asupra celorlalte prin simplitatea sa.
Se iau în considerare numerele de oxigen și fier, denumindu-le cu prefixele de numerotare grecești mono-, di-, tri- etc. Conform acestei nomenclaturi, FeDouăSAU3 se numeste: trioxid de a datfier. Și pentru Credință7SAU9 numele său ar fi: oxid non-hepta-fier.
Aceasta are în vedere valența fierului. Dacă este vorba despre CredințăDouă+, oxidul de fier este scris ..., iar valența acestuia cu cifre romane închise între paranteze. Pentru CredințăDouăSAU3 numele său este: oxid de fier (III).
Rețineți că Fe3+ poate fi determinată de sume algebrice. Dacă ODouă- Are două taxe negative și există trei dintre ele, acestea însumând -6. Pentru a neutraliza acest -6, este necesar +6, dar există doi Fe, deci trebuie împărțiți la doi, + 6/2 = +3:
2X (valență metalică) + 3 (-2) = 0
Rezolvând pur și simplu pentru X, se obține valența Fe în oxid. Dar dacă X nu este un număr întreg (cum este cazul cu aproape toți oxizii rămași), atunci există un amestec de FeDouă+ și credință3+.
Sufixul -ico este dat prefixului ferr- atunci când Fe are valență +3 și -oso când valența acestuia este 2+. Astfel, FeDouăSAU3 se numește: oxid feric.
Oxizii de fier au în comun o mare energie de cristalizare, ceea ce permite crearea unor cristale foarte mici, dar cu o suprafață mare..
Din acest motiv, acestea sunt de mare interes în domeniile nanotehnologiei, unde proiectează și sintetizează nanoparticule de oxid (NP) în scopuri specifice:
-Ca catalizatori.
-Ca rezervor de medicamente sau gene din corp
-În proiectarea suprafețelor senzoriale pentru diferite tipuri de biomolecule: proteine, zaharuri, grăsimi
-Pentru a stoca date magnetice
Deoarece unii oxizi sunt foarte stabili, pot fi folosiți pentru vopsirea textilelor sau pentru a da culori strălucitoare suprafețelor oricărui material. Din mozaicurile de pe podele; vopsele roșii, galbene și portocalii (chiar verzi); ceramică, plastic, piele și chiar lucrări de arhitectură.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.