Erinevus raudmetalli ja raudmetalli vahel

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 13:37

Peamine erinevus – raud vs raud

Raud on üks levinumaid metallielemente maa peal ning raud (Fe²⁺) ja raud (Fe^{2+) on elemendi raua kaks oksüdatsioonivormi, mille vahel on erinevus nende elektronkonfiguratsiooni alusel. Raudmetallil on +2 oksüdatsiooniaste ja raudmetallil +3 oksüdatsiooniaste. Teisisõnu, need on kaks stabiilset iooni ühest vanemelemendist. Peamine erinevus nende kahe iooni vahel on nende elektronide konfiguratsioon. Raua ioon moodustub, eemaldades raua aatomist 2d-elektronid, samas kui raua ioon moodustub 3d-elektronide eemaldamisel raua aatomist. See annab keemilistes kompleksides ja lahustes erinevad keemilised omadused, happesuse erinevused, reaktsioonivõime magnetilised omadused ja erinevad värvid.}

Mis on raud?

Raua oksüdatsiooniaste on +2; moodustub kahe 3s-kihi elektroni eemaldamisel neutraalsest rauaaatomist. Raua moodustumisel jäävad 3d-elektronid samaks, tekkivas ioonis on kõik kuus d-elektroni. Raua ioon on paramagnetiline, kuna selle välimises kestas on paardumata elektronid. Kuigi sellel on paarisarv d-elektrone, jäävad nende viie d-orbitaali täitmisel mõned elektronid ioonis paarituks. Kuid kui see seostub teiste ligandidega, saab seda omadust muuta. Raua ioonid on suhteliselt aluselisemad kui raua ioonid.

Mis on Ferric?

Raua oksüdatsiooniaste on +3; tekkis kahe 3s-kihi elektroni ja ühe d-elektroni eemaldamisel neutraalsest rauaaatomist. Raudmetalli väliskestal on 5d-elektronid ja see elektronide konfiguratsioon on pooltäidetud orbitaalide täiendava stabiilsuse tõttu suhteliselt stabiilne. Raua ioonid on raua ioonidega võrreldes happelisemad. Raua ioonid võivad mõnedes reaktsioonides toimida oksüdeeriva ainena. Näiteks võib see jodiidi korral oksüdeerida jodiidioonid tumepruuniks lahuseks.

2Fe³⁺_(aq) + 2I^–_(aq) → 2Fe²⁺_(aq) + I_2(aq/s)

Mis vahe on raudmetalli ja raudmetalli vahel?

Musta ja raudmetalli omadused:

Elektroni konfiguratsioon:

Raua elektronkonfiguratsioon on;

1s², 2s², 2p⁶, 3s ², 3p⁶, 4s², 3d⁶

Raud:

Raudraud moodustub kahe elektroni (kaks 3s elektroni) eemaldamisel rauaaatomist. Raudmetalli d-kestas on kuus elektroni.

Fe → Fe^{2+ + 2e}

Selle elektronkonfiguratsioon on 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d^6.

Ferric:

Rauaraud moodustub kolme elektroni (kaks 3s elektroni ja üks d-elektron) eemaldamisel rauast. Raudmetalli d-kestas on viis elektroni. See on pooleldi täidetud olek d-orbitaalides, mida peetakse suhteliselt stabiilseks. Seetõttu on raua ioonid suhteliselt stabiilsed kui raudioonid.

Fe → Fe^{3+ + 3e}

Selle elektronkonfiguratsioon on 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d^5.

Vees lahustuvus:

Raud:

Kui vees on raua ioone, tekib selge, värvitu lahus. Kuna raudraud on vees täielikult lahustuv. Looduslikus vees on väike kogus Fe^2+.

Ferric:

Seda saab selgelt tuvastada, kui vees on raudioonid (Fe^{3+). Sest see tekitab veele iseloomuliku maitsega värvilisi sademeid. Need setted tekivad, kuna raudioonid on vees lahustumatud. Raua ioonide vees lahustumine on üsna ebameeldiv; inimesed ei saa kasutada raudioone sisaldavat vett.}

Keeruline moodustamine veega:

Raud:

Raua ioonid moodustavad kuue veemolekuliga kompleksi; seda nimetatakse heksaakvaairooni(II) iooniks [Fe(H₂O)₆]²⁺ _{(aq). See on kahvaturohelist värvi.}

Ferric:

Raua ioon moodustab kuue veemolekuliga kompleksi; seda nimetatakse heksaakvaairooni(III) iooniks [Fe(H₂O)₆]³⁺ _{(aq). See on kahvatulillat värvi.}

Kuid tavaliselt näeme vees tuhmkollast värvi; see on tingitud teise hüdrokompleksi moodustumisest, mis kannab prootoneid vette.

Pilt: 1. "Iron(II) oxide" [avalik domeen] Commonsi kaudu 2. "Iron(III)-oxide-sample", autor Benjah-bmm27 – oma töö. [Avalik domeen] Commonsi kaudu