Размотримо електронску структуру атома жељеза, као и њену локацију у периодичној табели. Откривамо основне физичке и хемијске особине овог елемента, подручје употребе.
Гвожђе је д-елемент групе 8 (помоћниподгрупе). Има 26 редних бројева, релативна атомска маса је 56, његов атом садржи 26 протона, 26 електрона и 30 неутрона. Овај метал има просјечну хемијску активност, доказује смањење својстава. Карактеристични степен оксидације: +2, +3.
Која је електронска шема структуре атома гвожђа? Ако узмемо у обзир дистрибуцију електрона преко нивоа енергије, добијамо следећу варијанту:
2е; 8е; 14 е; 2е. Таква структура електронске љуске атома жељеза указује на његову локацију у подгрупи, потврђује припадност г-фамилији елемената.
Гвожђе је једно од највећихчесто у природи хемијских елемената. У земаљској корици проценат је око 5,1%. У већем броју у цревима наше планете постоје само три елемента: силицијум, алуминијум, кисеоник.
Жељезне руде се налазе у различитим регионима Земље. Алхемичари су пронашли једињења овог метала у земљишту. У производњи гвожђа изабрана је руда у којој је садржај већи од 30 процената.
Магнетни жељезни камен садржи око седамдесетдва процента метала. Главни магнетит налази се у Курсковој магнетној аномалији, као иу Јужном Уралу. У крви, проценат гвожђа достиже 65 процената. Хематит је откривен у округу Кривои Рог.
Какву улогу игра гвожђе у живим организмима? Структура атома објашњава његове редукционе особине. Овај хемијски елемент је део хемоглобина, дајући јој карактеристичну црвену боју. Око три грама чистог гвожђа, од којих је већина укључена у хемоглобин, налази се у телу одрасле особе. Основна сврха је преношење ткива из активног кисеоника плућа, као и излаз формираног угљен-диоксида.
Потребан је овај метал и биљке. Као део цитоплазме, активно учествује у процесима фотосинтезе. Ако у биљци нема довољно гвожђа, листови су беле боје. Уз минимално гнојење солима гвожђа, листови биљака постају зелени.
Размотрили смо структуру атома гвожђа. Шема потврђује присуство металног сјаја за овај елемент (постоје валентни електрони). Сребрно-бели метал има веома високу тачку топљења (1539 степени Целзијуса). Захваљујући доброј дуктилности, овај метал се лако котрља, штанца, кује.
Способност магнетизирања и демагнетизирања, карактеристичних за жељезо, учинила га је одличним материјалом за производњу језгара моћних електромагнета у различитим апаратима и електричним стројевима.
Колико је гвожђе активно? Структура атома показује присуство на спољашњем нивоу два електрона, који ће се дати током хемијске реакције. Да би се повећала његова тврдоћа и чврстоћа, врши се додатно ваљање и очвршћавање метала. Такви процеси нису праћени променом структуре атома.
Електронска структура атома гвожђа, чија шемаобјашњено горе, објашњава његове хемијске карактеристике. У технички чистом металу, који је челик са ниским садржајем угљеника, главна компонента је гвожђе. Откривено је око 0,04% угљеника као нечистоћа, а присутни су и фосфор, азот и сумпор.
Хемијски чисто гвожђе у спољашњемПараметри слични платини. Има високу отпорност на процесе корозије, отпоран је на киселине. Уз најмањи унос нечистоћа у чисти метал, његове јединствене карактеристике нестају.
Структура атома алуминијума и гвожђа указујео припадности амфотерног алуминијума главној подгрупи, могућност коришћења у процесу вађења гвожђа из његових оксида. Алумотермија, која се изводи на повишеним температурама, омогућава производњу чистог метала из природних руда. Поред алуминијума, водоник, угљен моноксид (2) и угаљ се бирају као јака редукциона средства.
Које су хемијске особине гвожђа? Структура атома објашњава његову редукциону активност. Гвожђе карактерише формирање два реда једињења која имају оксидациона стања +2, +3.
Рустинг на мокром ваздуху(корозија) метала, као резултат жељезовог хидроксида (3). Са кисеоником, загрејана гвоздена жица реагује са појавом црног жељезовог оксида у праху (2,3), који се назива оксид гвожђа.
На високим температурама метал је у стању да комуницира са воденом паром, стварајући тако мешовити оксид. Процес је праћен ослобађањем водоника.
Реакција са неметалима настаје само прелиминарним загревањем почетних компоненти.
Гвожђе се може растворити у разблаженим сумпорним или хлороводоничним киселинама без претходног загревања смеше. Концентроване сумпорне и хлороводоничне киселине пасивизирају овај метал.
Које друге хемијске особине има гвожђе? Атомска структура овог елемента указује на његову просечну активност. Ово је потврђено распоредом гвожђа у водоник (Х2) у низу напрезања. Због тога може из соли избацити све метале смештене са десне стране у Бекетовој серији. Дакле, у реакцији са бакарним хлоридом (2), извршеном загревањем, одвајањем чистог бакра и добијањем раствора гвожђевог хлорида (2).
Највећи део целокупног гвожђа се користи упроизводња од ливеног гвожђа и челика. У свињском гвожђу проценат угљеника је 3-4 процента, у челику - не већи од 1,4 процента. Овај не-метал делује као елемент који повећава чврстоћу везе. Поред тога, позитивно утиче на корозијска својства легура, повећава отпорност материјала на повишену температуру.
Додаци ванадијума су неопходни за повећање механичке чврстоће челика. Хром повећава отпорност на агресивне хемикалије.
Феромагнетска својства ове хемикалијеелемент је учинио популарним у индустријским постројењима, укључујући и електромагнете. Поред тога, гвожђе је нашло своју употребу у индустрији сувенира. На његовој основи се праве различити сувенири, на пример, разнобојни магнети за фрижидер.
Снага и дуктилност омогућавају употребу метала за стварање оклопа, разних оружја.
Железни хлорид (3) се користи за пречишћавање воде изнечистоће. У медицини 26 елемената периодичне табеле користи се у лечењу болести попут анемије. У случају недостатка црвених крвних зрнаца долази до умора, кожа поприма неприродно бледу боју. Препарати гвожђа помажу у отклањању сличног проблема, враћању тела у пуну активност. Посебно је важно гвожђе за активност штитне жлезде, јетре. За спречавање озбиљних проблема у људском телу, довољно је конзумирати око 20 мг овог метала дневно.
