Jernoksid

Jernoksid er en kjemisk forbindelse mellom jern og oksygen

Hva er jernoksid?

Han jernoksid Det er noen av forbindelsene dannet mellom jern og oksygen. De er preget av å være ioniske og krystallinske, og de ligger spredt som et resultat av erosjonen av sine mineraler, og komponerer jord, plantemasse og til og med det indre av levende organismer.

Det er en av familiene til forbindelser som dominerer i jordskorpen. Jernoksider er kjent til dags dato, de fleste av dem er av naturlig opprinnelse og andre syntetiserte under ekstreme trykk- eller temperaturforhold.

I det øvre bildet vises en del av jernoksidpulver. Den karakteristiske røde fargen dekker jernet til flere arkitektoniske elementer i det som er kjent som rust. På samme måte blir det observert i bakkene, fjellene eller jordsmonnene, blandet med mange andre mineraler, for eksempel det gule støvet fra Goethita (α-FeoOH).

De mest kjente jernoksydene er hematitt (α-FE₂ENTEN₃) og Maghemita (ϒ-tro₂ENTEN₃), begge polymorfer av jernoksyd; Og ikke minst, magnetitt (tro₃ENTEN₄).

Deres polymorfe strukturer og dets store overfladiske område er laget av interessante materialer som sorbentes, eller for syntese av nanopartikler med brede applikasjoner.

Jernoksiderstruktur

Det øvre bildet er en representasjon av den krystallinske strukturen til det stygge, et av jernoksydene der jern har valens +2. De røde kulene tilsvarer anionene eller^2-, Mens de gule til troskationer²⁺.

Legg merke til at enhver tro²⁺ er omgitt av seks eller^2-, danner en oktaedrisk koordinasjonsenhet.

Derfor kan den stygge strukturen "smuldre" i stygge enheter₆, Der det sentrale atomet er tro²⁺. Når det gjelder oksihydroksider eller hydroksid₃(ÅH)₃.

Kan tjene deg: kalsiumperoksyd (CAO2): egenskaper, risikoer og bruksområder

I noen strukturer, i stedet for oktaedronen, er det tetrahedrale enheter, stygge₄. Av denne grunn er jernoksider vanligvis representert med okturert eller tetrahedra med jernsentre.

Jernoksydstrukturer avhenger av trykk- eller temperaturforholdene, av tro/eller forholdet (det vil si hvor mange oksygen er det for jern og omvendt), og Valencia del Hierro (+2, +3 og veldig sjelden i syntetiske oksider , +4).

Generelt sett de klumpete anionene eller^2- De justerer formende ark hvis hull er vertskap for trokationer²⁺ eller tro³⁺. Dermed er det oksider (for eksempel magnetitt) som har strykejern med begge valensene.

Polymorfisme

Jernoksider har polymorfisme, det vil si forskjellige strukturer eller krystallinske arrangementer for samme forbindelse. Jern oksid, tro₂ENTEN₃, har opptil fire mulige polymorfer. Hematitten, α-fe₂ENTEN₃, Det er den mest stabile av alle; etterfulgt av Maghemita, ϒ-tro₂ENTEN₃, og for den syntetiske ß-troen₂ENTEN₃ og ε- tro₂ENTEN₃.

Alle av dem har sine egne typer krystallinske strukturer og systemer. Imidlertid forblir proporsjon 2: 3 konstant, så det er tre anioner eller^2- For hver to kationer tro³⁺.

Forskjellen ligger i hvordan de stygge oktaedriske enhetene er lokalisert₆ i verdensrommet og hvordan de kommer sammen.

Strukturelle koblinger

Stygg oktaedrisk enhet₆

De stygge oktaedriske enhetene₆ kan visualiseres ved hjelp av det overlegne bildet. I hjørnene av octaedro er OR eller^2-, Mens i sentrum er troen²⁺ eller tro³⁺(I tilfelle av tro₂ENTEN₃). Måten disse oktaedraene er ordnet i verdensrommet avslører ruststrukturen.

Imidlertid påvirker de også hvordan de koblet seg sammen. For eksempel kan to oktaedra bli med i to av sine hjørner, som er representert med en oksygenbro: Fe-O-FE. Tilsvarende kan oktaedra bli med gjennom kantene (ved siden av hverandre). Det ville da bli representert med to oksygenbroer: Fe- (O)₂-Tro.

Kan tjene deg: Kloroksid (V): egenskaper, struktur, bruk

Og til slutt kan oktaedra samhandle gjennom ansiktet. Dermed ville representasjonen nå være med tre oksygenbroer: Fe- (O)₃-Tro. Måten oktaedraen er koblet sammen, ville de internukleære avstandene Fe -Fe variere, og derfor de fysiske egenskapene til oksidet.

Jernoksideregenskaper

Et jernoksid er en forbindelse med magnetiske egenskaper. Disse kan være anti, ferro eller ferrimagnetisk, og avhenger av troens valens og hvordan kationer interagerer i fast.

Fordi faste strukturer er veldig varierte, på samme måte som deres fysiske og kjemiske egenskaper er.

For eksempel polymorfene og hydratene til tro₂ENTEN₃ De har forskjellige verdier av smeltepunkter (som varierer mellom 1.200 og 1.600 ° C) og tettheter. De har imidlertid liten løselighet etter troen³⁺, Den samme molekylmassen er av brune farger og er knapt oppløst i syreoppløsninger.

Nomenklatur av jernoksider

IUPAC setter tre måter å navngi et jernoksid. De tre er veldig nyttige, selv om de er for komplekse oksider (for eksempel tro₇ENTEN₉) Systematikk styrer over de andre for sin enkelhet.

Systematisk nomenklatur

Oksygen- og jerntall tas i betraktning, og navngir dem med prefikser av mono-mono-, di-, tri-, etc. I følge denne nomenklaturen er troen₂ENTEN₃ er kalt: Trioksid gajern. Og for tro₇ENTEN₉ Hans navn ville være: heptahierro nonaxide.

Lager nomenklatur

Dette anser Valencia del Hierro. Hvis det er troen²⁺, Jernoksid er skrevet ... og dens valens med romertall låst i parenteser. For tro₂ENTEN₃ Hans navn er: jernoksid (III).

Kan tjene deg: Steamtrykk: Konsept, eksempler og øvelser løst

Legg merke til at tro³⁺ Det kan bestemmes av algebraiske summer. Ja^2- Den har to negative ladninger, og det er tre av dem, legg til -6. For å nøytralisere denne -6 krever de +6, men det er to tro, slik at de må deles med to, +6/2 = +3:

2x (metall valencia) + 3 (-2) = 0

Bare å rydde troens valens på oksid. Men hvis X ikke er et heltall (som med nesten alle de gjenværende oksydene), er det en blanding av tro²⁺ og tro³⁺.

Tradisjonell nomenklatur

Suffikset -ICO gis til prefikset Ferr- Når troen har Valencia +3, og -så når dens Valencia er 2+. Dermed tro₂ENTEN₃ kalles: jernoksid.

Jernoksider bruker

Nanopartikler

Jernoksider har en høy krystalliseringsenergi, som gjør det mulig å lage veldig små krystaller, men med et stort overflateareal.

Av denne grunn er de av stor interesse innen nanoteknologi, der de designer og syntetiserer oksyd -nanopartikler (NPs) til spesifikke formål:

• Som katalysatorer.
• Som et medikamentreservoar eller gener i kroppen.
• I utformingen av sensoriske overflater for forskjellige typer biomolekyler: proteiner, sukker, fett.
• Å lagre magnetiske data.

Pigmenter

Fordi noen oksider er veldig stabile, tjener de til å farge tekstiler eller gi lyse farger på overflatene til noe materiale. Fra gulvet mosaikker -de røde, gule og oransje (til og med grønne) malerier -, plast, skinn til arkitektur fungerer.

Referanser

1. Trustees of Dartmouth College (18. mars 2004). Støkiometri av jernoksider. Hentet fra: Dartmouth.Edu
2. Ryosuke Sinmyo et al. (8. september 2016). Oppdagelse av Fe₇ENTEN₉: Et nytt jernoksid med en kompleks monoklinisk struktur. Gjenopprettet fra: Naturen.com
3. M. Cornell, u. Schwertmann. Jernoksydene: struktur, egenskaper, reaksjon, forekomster og bruksområder [PDF]. Wiley-VCH. Hentet fra: EPSC511.Wustl.Edu