Структура, својства, номенклатура, употреба жељезног оксида



А ирон окиде је било које од једињења формираних између гвожђа и кисеоника. Карактеришу их јонске и кристалне особине, а леже расути производ ерозије њихових минерала, који чине подове, биљну масу и, чак, унутрашњост живих организама..

То је онда једна од породица једињења која доминирају у земљиној кори. Шта су они тачно? До данас је познато 16 жељезних оксида, од којих је већина природног поријекла, а друга синтетисана у екстремним увјетима притиска или температуре..

На горњој слици је приказан део праха гвожђа оксида. Његова карактеристична црвена боја покрива жељезо неколико архитектонских елемената у ономе што је познато као рђа. Такође, примећује се на падинама, планинама или тлима, помешаним са другим минералима, као што је жути прах гетита (α-ФеООХ)..

Најчешће познати оксиди гвожђа су хематит (α-Фе2О3) и магхемита (.- Фаитх2О3оба полиморфа фери оксида; и не мање важно, магнетит (Вера3О4). Њихове полиморфне структуре и њихова велика површина чине их занимљивим материјалима као што су сорбенти, или за синтезу наночестица са широком применом..

Индек

  • 1 Струцтуре
    • 1.1 Полиморфизам
    • 1.2 Структурне везе
  • 2 Својства
  • 3 Номенклатура
    • 3.1 Систематска номенклатура
    • 3.2 Номенклатура залиха
    • 3.3 Традиционална номенклатура
  • 4 Усес
    • 4.1 Наночестице
    • 4.2 Пигменти
  • 5 Референце

Структура

Горња слика је приказ кристалне структуре ФеО, једног од оксида гвожђа, где гвожђе има валенцију +2. Црвене сфере одговарају анионима О2-, док су жути за Фе катионе2+. Обратите пажњу и на сваку веру2+ је окружен са шест О2-, формирање октаедарске координационе јединице.

Стога се структура ФеО може "распасти" у јединице ФеО6, где је централни атом Вера2+. У случају оксихидроксида или хидроксида, октаедарска јединица је ФеО3(ОХ)3.

У неким структурама уместо октаедра постоје тетраедарске јединице, ФеО4. Из тог разлога структуре оксида гвожђа су обично представљене октаедарима или тетраедрима са центрирањима гвожђа.

Структуре оксида гвожђа зависе од услова притиска или температуре, односа Фе / О (тј. Колико кисеоника има по гвожђу и обратно), а валенца гвожђа (+2, +3 и, веома ретко у синтетичким оксидима, +4).

Генерално, гломазни аниони О2- оне су поравнате формирајући листове чије рупе држе Фе катионе2+ о Вера3+. Тако постоје оксиди (као што је магнетит) који имају гвожђе са обе валенције.

Полиморфизам

Оксиди гвожђа представљају полиморфизам, то јест, различите структуре или кристалне аранжмане за исто једињење. Фероксид, Фе2О3, Има до четири могућа полиморфа. Хематит, α-Фе2О3, она је најстабилнија од свих; слиједи магхемит, Фа- Фаитх2О3, и за синтетички β-Фе2О3 и ε-Фаитх2О3.

Сви они имају своје типове структура и кристалне системе. Међутим, однос 2: 3 остаје константан, тако да постоје три аниона О2- за свака два Фе катиона3+. Разлика је у томе како се налазе октаедарске јединице ФеО6 у свемиру и како сте заједно.

Структурне везе

Оцтахедрал ФеО јединице6 могу се визуализирати уз помоћ супериорне слике. О-ови су у угловима октаедра2-, док је у њеном центру Вера2+ о Вера3+(за случај Вјере2О3). Начин на који су ови октаедри распоређени у простору откривају структуру оксида.

Међутим, они такође утичу на то како су повезани. На пример, два октаедра могу се спојити додиривањем два њихова врха, која је представљена кисеоничким мостом: Фе-О-Фе. Слично томе, октаедре се могу спојити преко њихових ивица (једна уз другу). Био би представљен са два кисеоничка моста: Фе- (О)2-Фаитх.

И на крају, октаедре могу да интерагују кроз њихова лица. Дакле, репрезентација би сада била са три кисеоничка моста: Фе- (О)3-Начин на који су октаедри повезани, би варирао међу-нуклеарне удаљености Фе-Фе и, према томе, физичке особине оксида.

Пропертиес

Оксид гвожђа је једињење са магнетним својствима. Они могу бити анти, феро или ферримагнетни, и зависе од валенција Фе и како интеракције катиона у чврстом.

Пошто су структуре чврстих материја веома разноврсне, као и њихове физичке и хемијске особине.

На пример, полиморфи и хидрати Фе2О3 имају различите вредности тачака топљења (које се крећу између 1200 и 1600ºЦ) и густине. Међутим, они имају заједничку ниску растворљивост због Фе3+, исте молекулске масе, смеђе су и растворене у киселим растворима.

Номенклатура

ИУПАЦ успоставља три начина да се именује оксид гвожђа. Сва три су веома корисна, иако за комплексне оксиде (као што је Фе7О9) систематичност управља другима над њиховом једноставношћу.

Систематска номенклатура

Бројеви кисеоника и гвожђа се узимају у обзир, називајући их грчким бројкама, моно-, ди-, три-, итд. Према овој номенклатури Вера2О3 зове се: триокиде оф дигвожђе И за веру7О9 његово име би било: нонаокиде од хептахиерро.

Номенклатура залиха

Ово разматра валенцију гвожђа. Ако се ради о Вјери2+, оксид гвожђа је написан ... и његова валенција са римским бројевима у заградама. Фор тхе Фаитх2О3 његово име је: гвожђе оксид (ИИИ).

Обратите пажњу на веру3+ може се одредити алгебарским сумама. Ако је О2- има два негативна набоја, а има их три, додајте -6. За неутрализацију овог -6 потребно је +6, али постоје два Фе, тако да морају бити подељена са два, + 6/2 = +3:

2Кс (метална валенција) + 3 (-2) = 0

Једноставним чишћењем Кс добијате валенцу Фе у оксиду. Али ако Кс није цео број (као код скоро свих других оксида), онда постоји мешавина Фе2+ анд Фаитх3+.

Традитионал номенцлатуре

Суфикс -ицо је дат префиксу ферр- када Фе има валенцију +3, и -о када је његова валенција 2+. Дакле, Вера2О3 зове се: жељезни оксид.

Усес

Наночестице

Оксиди гвожђа имају заједничку високу енергију кристализације, која омогућава стварање веома малих кристала, али са великом површином.

Из тог разлога они су од великог интереса у областима нанотехнологије, где пројектују и синтетизују оксидне наночестице (НП) за специфичне сврхе:

-Као катализатори.

-Као резервоар лекова или гена у телу

-У дизајну сензорних површина за различите типове биомолекула: протеини, шећери, масти

-За чување магнетних података

Пигменти

Пошто су неки оксиди веома стабилни, служе за бојење текстила или дају свијетле боје површинама било којег материјала. Из мозаика подова; црвене, жуте и наранџасте слике (чак и зелене); керамика, пластика, кожа, па чак и архитектонски радови.

Референце

  1. Трустеес Дартмоутх Цоллеге. (18. март 2004). Стехиометрија жељезних оксида. Преузето из: дартмоутх.еду
  2. Риосуке Синмио ет ал. (8. септембар 2016.) Откривање вере7О9: нови оксид гвожђа са сложеном моноклинском структуром. Преузето са: натуре.цом
  3. М. Цорнелл, У. Сцхвертманн. Жељезни оксиди: структура, својства, реакције, догађаји и употреба. [ПДФ] ВИЛЕИ-ВЦХ. Преузето из: епсц511.вустл.еду
  4. Алице Бу. (2018). Наночестице, карактеристике и примене гвожђе оксида. Преузето из: сигмаалдрицх.цом
  5. Али, А., Зафар, Х., Зиа, М., ул. Хак, И., Пхулл, А.Р., Али, Ј.С., & Хуссаин, А. (2016). Синтеза, карактеризација, примена и изазови наночестица оксида гвожђа. Нанотехнологија, наука и примена, 9, 49-67. хттп://дои.орг/10.2147/НСА.С99986
  6. Голцхха Пигментс. (2009). Жељезни оксиди: апликације. Преузето из: голцххапигментс.цом
  7. Хемијска формулација (2018). Оксид гвожђа (ИИ). Преузето из: формулаационкуимица.цом
  8. Википедиа. (2018). Оксид гвожђа (ИИИ). Преузето са: хттпс://ен.википедиа.орг/вики/Ирон(ИИИ)_окиде