???? ??????

درباره اکسیداسیون آهن

در این توضیح نحوه توصیف خواص و واکنش های آهن و اکسیدهای آن را خواهیم آموخت و در این مقاله خواهیم خوتند.

آهن فراوان ترین عنصر انتقالی در پوسته زمین و فلزی فوق العاده مهم برای جامعه است. اگرچه به ظاهر در همه جا وجود دارد، اما به ندرت فلز آهن خالصی است که در اطراف ما استفاده می شود و مقدار زیادی آهن استخراج شده از سنگ معدن آن برای ساخت بسیاری از آلیاژهای مختلف استفاده می شود. متداول ترین آلیاژهای آهن شامل اشکال مختلف فولاد است که دارای خواص متنوع و کاربردهای فراوانی هستند. اما آهن خالص به دلیل نرمی نسبی و سختی کم از اهمیت صنعتی کمی برخوردار است.

آهن خالص چکش خوار و شکل پذیر است و خاصیت مغناطیسی دارد. در آن ذوب می شود
1
5
3
8
∘
سی
و دارای چگالی 7.87 گرم بر سانتی متر مکعب در حالت جامد است. خواص فیزیکی دقیق آهن خالص به خلوص نهایی فلز بستگی دارد. هر گونه ناخالصی باقی مانده از سنگ معدنی که از آن استخراج شده است، بر خواص فیزیکی آن تأثیر می گذارد.

مثال 1: شناسایی خواص فیزیکی فلز آهن
کدام یک از خواص زیر برای آهن خالص صحیح نیست؟

آهن خالص به راحتی کشیده می شود یا در یک سیم نازک کشیده می شود.
آهن خالص درخشندگی درخشانی دارد.
آهن خالص بسیار نرم با سختی کم است.
آهن خالص نقطه ذوب پایینی دارد.
آهن خالص دارای خواص مغناطیسی است.
پاسخ
در حالی که برخی از خواص آهن مانند مغناطیس بودن آن به خوبی شناخته شده است، خواص کمتر شناخته شده ای را می توان از خواص عمومی فلزات درک کرد. علاوه بر این، برخی از آنها مختص آهن هستند و باید به خاطر داشت. مانند بسیاری از فلزات، آهن انعطاف پذیر است و می توان آن را به داخل سیم کشید که پاسخ A را کاهش می دهد. همچنین مانند بسیاری از فلزات، آهن را می توان جلا داد تا درخشش براقی به دست آورد که پاسخ B را تخفیف می دهد.

خواص فیزیکی مخصوص آهن شامل این واقعیت است که آهن مغناطیسی است که پاسخ E را کاهش می دهد و فلزی نرم با سختی کم است و پاسخ C کاهش می یابد.

این به ما پاسخ D را می دهد که بیان می کند آهن خالص نقطه ذوب پایینی دارد. با این حال، آهن خالص در ذوب می شود
1
5
3
8
∘
سی
، که دمای پایین در نظر گرفته نمی شود، به این معنی که پاسخ D پاسخ صحیح است.

آهن برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی مشخصه با سایر فلزات بلوک d در همان دوره دارد. با این حال، حالت های اکسیداسیون آهن متفاوت است. اتم های آهن را تشکیل نمی دهند
+
8
حالت اکسیداسیون مربوط به از دست دادن تمام الکترون ها در اوربیتال های 3d و 4s. این بر خلاف عنصر مجاور منگنز است که می‌تواند تمام الکترون‌های 3d و 4s خود را از دست بدهد و تشکیل شود.
+
7
حالت اکسیداسیون در حالی که آهن می تواند حالت های اکسیداسیون متفاوتی داشته باشد
-
4
به
+
7
رایج ترین حالت های اکسیداسیون آن می باشد
+
2
و
+
3
.

هنگام تشکیل یون‌ها، آهن دو الکترون از لایه فرعی 4s را از دست می‌دهد، اما می‌تواند الکترون سوم را نیز از مدار 3 بعدی خود از دست بدهد که منجر به
+
3
حالت اکسیداسیون

مثال 2: شناسایی پیکربندی الکترونیکی یک یون آهن
با توجه به پیکربندی الکترونیکی فلز آهن که در نمودار نشان داده شده است، پیکربندی الکترونیکی آن چگونه است.
اف
ه
2
+
یون؟

پاسخ
به روشی مشابه با سایر فلزات واسطه، اتم های آهن ترجیحاً الکترون های خود را از لایه فرعی 4s قبل از از دست دادن الکترون های اوربیتال های 3 بعدی از دست می دهند. به این ترتیب، در این سوال، ما به دنبال پاسخ هایی هستیم که در آن هر دو الکترون از لایه فرعی 4s گم شده اند. این به ما پاسخ B و پاسخ C را به عنوان پاسخ های صحیح ممکن می دهد. یک اتم از عنصر آهن دارای 26 پروتون است و به همین ترتیب، یک
اف
ه
2
+
یون 24 الکترون خواهد داشت. آرگون دارای 18 الکترون است، به این معنی که لایه فرعی 3d باید دارای 6 الکترون باشد تا در مجموع 24 الکترون به ما بدهد. روش دیگر برای تنزیل C این است که نمودار اولیه در سوال را با هم مقایسه کنید و متوجه شوید که 3 الکترون در C از بین رفته است. با تنزیل C، پاسخ صحیح B است.

https://www.nagwa.com/en/explainers/139185072890/

درباره اکسیداسیون آهن

در این توضیح نحوه توصیف خواص و واکنش های آهن و اکسیدهای آن را خواهیم آموخت و در این مقاله خواهیم خوتند.

آهن فراوان ترین عنصر انتقالی در پوسته زمین و فلزی فوق العاده مهم برای جامعه است. اگرچه به ظاهر در همه جا وجود دارد، اما به ندرت فلز آهن خالصی است که در اطراف ما استفاده می شود و مقدار زیادی آهن استخراج شده از سنگ معدن آن برای ساخت بسیاری از آلیاژهای مختلف استفاده می شود. متداول ترین آلیاژهای آهن شامل اشکال مختلف فولاد است که دارای خواص متنوع و کاربردهای فراوانی هستند. اما آهن خالص به دلیل نرمی نسبی و سختی کم از اهمیت صنعتی کمی برخوردار است.

آهن خالص چکش خوار و شکل پذیر است و خاصیت مغناطیسی دارد. در آن ذوب می شود
1
5
3
8
∘
سی
و دارای چگالی 7.87 گرم بر سانتی متر مکعب در حالت جامد است. خواص فیزیکی دقیق آهن خالص به خلوص نهایی فلز بستگی دارد. هر گونه ناخالصی باقی مانده از سنگ معدنی که از آن استخراج شده است، بر خواص فیزیکی آن تأثیر می گذارد.

مثال 1: شناسایی خواص فیزیکی فلز آهن
کدام یک از خواص زیر برای آهن خالص صحیح نیست؟

آهن خالص به راحتی کشیده می شود یا در یک سیم نازک کشیده می شود.
آهن خالص درخشندگی درخشانی دارد.
آهن خالص بسیار نرم با سختی کم است.
آهن خالص نقطه ذوب پایینی دارد.
آهن خالص دارای خواص مغناطیسی است.
پاسخ
در حالی که برخی از خواص آهن مانند مغناطیس بودن آن به خوبی شناخته شده است، خواص کمتر شناخته شده ای را می توان از خواص عمومی فلزات درک کرد. علاوه بر این، برخی از آنها مختص آهن هستند و باید به خاطر داشت. مانند بسیاری از فلزات، آهن انعطاف پذیر است و می توان آن را به داخل سیم کشید که پاسخ A را کاهش می دهد. همچنین مانند بسیاری از فلزات، آهن را می توان جلا داد تا درخشش براقی به دست آورد که پاسخ B را تخفیف می دهد.

خواص فیزیکی مخصوص آهن شامل این واقعیت است که آهن مغناطیسی است که پاسخ E را کاهش می دهد و فلزی نرم با سختی کم است و پاسخ C کاهش می یابد.

این به ما پاسخ D را می دهد که بیان می کند آهن خالص نقطه ذوب پایینی دارد. با این حال، آهن خالص در ذوب می شود
1
5
3
8
∘
سی
، که دمای پایین در نظر گرفته نمی شود، به این معنی که پاسخ D پاسخ صحیح است.

آهن برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی مشخصه با سایر فلزات بلوک d در همان دوره دارد. با این حال، حالت های اکسیداسیون آهن متفاوت است. اتم های آهن را تشکیل نمی دهند
+
8
حالت اکسیداسیون مربوط به از دست دادن تمام الکترون ها در اوربیتال های 3d و 4s. این بر خلاف عنصر مجاور منگنز است که می‌تواند تمام الکترون‌های 3d و 4s خود را از دست بدهد و تشکیل شود.
+
7
حالت اکسیداسیون در حالی که آهن می تواند حالت های اکسیداسیون متفاوتی داشته باشد
-
4
به
+
7
رایج ترین حالت های اکسیداسیون آن می باشد
+
2
و
+
3
.

هنگام تشکیل یون‌ها، آهن دو الکترون از لایه فرعی 4s را از دست می‌دهد، اما می‌تواند الکترون سوم را نیز از مدار 3 بعدی خود از دست بدهد که منجر به
+
3
حالت اکسیداسیون

مثال 2: شناسایی پیکربندی الکترونیکی یک یون آهن
با توجه به پیکربندی الکترونیکی فلز آهن که در نمودار نشان داده شده است، پیکربندی الکترونیکی آن چگونه است.
اف
ه
2
+
یون؟

پاسخ
به روشی مشابه با سایر فلزات واسطه، اتم های آهن ترجیحاً الکترون های خود را از لایه فرعی 4s قبل از از دست دادن الکترون های اوربیتال های 3 بعدی از دست می دهند. به این ترتیب، در این سوال، ما به دنبال پاسخ هایی هستیم که در آن هر دو الکترون از لایه فرعی 4s گم شده اند. این به ما پاسخ B و پاسخ C را به عنوان پاسخ های صحیح ممکن می دهد. یک اتم از عنصر آهن دارای 26 پروتون است و به همین ترتیب، یک
اف
ه
2
+
یون 24 الکترون خواهد داشت. آرگون دارای 18 الکترون است، به این معنی که لایه فرعی 3d باید دارای 6 الکترون باشد تا در مجموع 24 الکترون به ما بدهد. روش دیگر برای تنزیل C این است که نمودار اولیه در سوال را با هم مقایسه کنید و متوجه شوید که 3 الکترون در C از بین رفته است. با تنزیل C، پاسخ صحیح B است.

https://www.nagwa.com/en/explainers/139185072890/