Ijzeroxide

IJzeroxide is een chemische verbinding tussen ijzer en zuurstof

Wat is ijzeroxide?

Hij ijzeroxide Het zijn een van de verbindingen die zijn gevormd tussen ijzer en zuurstof. Ze worden gekenmerkt door ionisch en kristallijn te zijn, en ze liggen verspreid als gevolg van de erosie van hun mineralen, het samenstellen van bodems, plantenmassa en zelfs het interieur van levende organismen.

Het is een van de families van verbindingen die overheersen in de aardkorst. IJzeroxiden zijn tot op heden bekend, de meeste zijn van natuurlijke oorsprong en andere gesynthetiseerd onder extreme druk- of temperatuuromstandigheden.

In het bovenste beeld wordt een deel van ijzeroxidepoeder getoond. De karakteristieke rode kleur bedekt het ijzer van verschillende architecturale elementen in wat bekend staat als roest. Evenzo wordt het waargenomen op de hellingen, bergen of bodems, gemengd met vele andere mineralen, zoals het gele stof van de Goethita (α-feooh).

De bekendste ijzeroxiden zijn hematiet (α-FE₂OF₃) en Maghemita (ϒ-trouw₂OF₃), beide polymorfen van ijzeroxide; En niet in het minst magnetiet (geloof₃OF₄)).

Hun polymorfe structuren en het grote oppervlakkige gebied worden gemaakt door interessante materialen zoals sorbens, of voor de synthese van nanodeeltjes met brede toepassingen.

IJzeroxidenstructuur

Het bovenste beeld is een weergave van de kristallijne structuur van de lelijke, een van de ijzeroxiden waar ijzer valentie heeft +2. De rode bollen komen overeen met de anionen of^2-, Terwijl de gele tot geloofskationen²⁺.

Merk op dat elk geloof²⁺ is omgeven door zes of^2-, Een octaëdrische coördinatie -eenheid vormen.

Daarom kan de lelijke structuur in lelijke eenheden "afbrokkelen"₆, Waar het centrale atoom geloof is²⁺. In het geval van oxihydroxiden of hydroxiden is de octaëdrische eenheid lelijk₃(OH)₃.

Kan u van dienst zijn: calciumperoxide (CaO2): eigenschappen, risico's en gebruik

In sommige structuren, in plaats van de octaëder, zijn er tetraëdrische eenheden, lelijk₄. Om deze reden worden ijzeroxiden meestal weergegeven met octured of tetrahedra met ijzeren centra.

IJzeroxidenstructuren zijn afhankelijk van de druk- of temperatuuromstandigheden, van de geloof/of verhouding (dat wil zeggen hoeveel zuurstof er zijn voor ijzer en vice versa), en Valencia del -hierro (+2, +3 en, zeer zelden in synthetische oxiden , +4).

In het algemeen, de omvangrijke anionen of^2- Ze richten op dat vormen van vellen wiens gaten geloofskationen herbergen²⁺ of geloof³⁺. Er zijn dus oxiden (zoals magnetiet) die ijzers hebben met beide valenties.

Polymorfisme

IJzeroxiden hebben polymorfisme, dat wil zeggen verschillende structuren of kristallijne opstellingen voor dezelfde verbinding. Ferrisch oxide, geloof₂OF₃, heeft maximaal vier mogelijke polymorfen. De hematiet, α-fe₂OF₃, Het is de meest stabiele van allemaal; gevolgd door Maghemita, ϒ-trouw₂OF₃, En voor het synthetische β-geloof₂OF₃ en ε- geloof₂OF₃.

Ze hebben allemaal hun eigen soorten kristallijne structuren en systemen. Aandeel 2: 3 blijft echter constant, dus er zijn drie anionen of^2- Voor elke twee kationen geloof³⁺.

Het verschil ligt in hoe de lelijke octaëdrische eenheden zich bevinden₆ in de ruimte en hoe ze samenkomen.

Structurele links

Lelijke octaëdrische eenheid₆

De lelijke octaëdrische eenheden₆ kan worden gevisualiseerd met behulp van het superieure beeld. In de hoeken van de octaedro zijn de OK^2-, Terwijl in het midden van het geloof²⁺ of geloof³⁺(In het geval van geloof₂OF₃)). De manier waarop deze octaëder in de ruimte is gerangschikt, onthult de roeststructuur.

Ze hebben echter ook invloed op hoe ze zich hebben gekoppeld. Twee octaëder kunnen bijvoorbeeld samenvoegen. Evenzo kan octaëder zich aansluiten bij hun randen (grenzend aan elkaar). Het zou dan worden weergegeven met twee zuurstofbruggen: Fe- (o)₂-Vertrouwen.

Kan u van dienst zijn: chlooroxide (v): eigenschappen, structuur, gebruik

En ten slotte kan octaëder interactie aangaan door hun gezichten. De weergave zou dus nu zijn met drie zuurstofbruggen: Fe- (o)₃-Vertrouwen. De manier waarop de octaëder is gekoppeld, de internucleaire afstanden fe -fe zouden variëren en daarom de fysieke eigenschappen van de oxide.

IJzeroxiden eigenschappen

Een ijzeroxide is een verbinding met magnetische eigenschappen. Dit kunnen anti, ferro of ferrimagnetisch zijn en afhankelijk zijn van de valenties van het geloof en hoe kationen in vaste te werken.

Omdat vaste structuren zeer gevarieerd zijn, op dezelfde manier als hun fysische en chemische eigenschappen zijn.

Bijvoorbeeld de polymorfen en hydraten van geloof₂OF₃ Ze hebben verschillende waarden van smeltpunten (die variëren tussen 1.200 en 1.600 ° C) en dichtheden. Ze hebben echter weinig oplosbaarheid na het geloof³⁺, Dezelfde moleculaire massa zijn van bruine kleuren en worden nauwelijks opgelost in zure oplossingen.

Nomenclatuur van ijzeroxiden

IUPAC stelt drie manieren in om een ​​ijzeroxide te noemen. De drie zijn erg nuttig, hoewel voor complexe oxiden (zoals geloof₇OF₉) Systematiek regeert over de anderen vanwege zijn eenvoud.

Systematische nomenclatuur

Zuurstof- en ijzeraantallen worden in overweging genomen, waardoor ze worden genoemd met de voorvoegsels van mono-mono-, di-, tri-, etc. Volgens deze nomenclatuur het geloof₂OF₃ wordt genoemd: Trioxyde gafijzer. En voor geloof₇OF₉ Zijn naam zou zijn: heptahierro nonaxide.

Voorraadnomenclatuur

Dit beschouwt de Valencia del Hierro. Als het het geloof is²⁺, IJzeroxide is geschreven ... en de valentie met Romeinse getallen vergrendeld tussen haakjes. Voor geloof₂OF₃ Zijn naam is: ijzeroxide (iii).

Kan u van dienst zijn: stoomdruk: concept, voorbeelden en oefeningen opgelost

Merk op dat geloof³⁺ Het kan worden bepaald door algebraïsche bedragen. Ja^2- Het heeft twee negatieve ladingen, en er zijn er drie, toevoegen -6. Om deze -6 te neutraliseren, vereisen ze +6, maar er zijn twee geloof, zodat ze moeten worden gedeeld door twee, +6/2 = +3:

2x (metaal Valencia) + 3 (-2) = 0

Simpelweg de valentie van het geloof in oxide opruimen. Maar als X geen geheel getal is (zoals bij bijna alle resterende oxiden), dan is er een mengsel van geloof²⁺ en geloof³⁺.

Traditionele nomenclatuur

Het achtervoegsel -ico wordt verleend aan het voorvoegsel ferr- wanneer het geloof Valencia +3 heeft, en -dus wanneer de Valencia 2 is+. Dus geloof₂OF₃ wordt genoemd: ferrisch oxide.

IJzeroxiden gebruiken

Nanodeeltjes

IJzeroxiden hebben een hoge kristallisatie -energie, waardoor zeer kleine kristallen kunnen worden gemaakt, maar met een groot oppervlak.

Om deze reden zijn ze van groot belang in de velden van nanotechnologie, waarbij ze oxide -nanodeeltjes ontwerpen en synthetiseren voor specifieke doeleinden:

• Als katalysatoren.
• Als een drugsreservoir of genen in het lichaam.
• In het ontwerp van sensorische oppervlakken voor verschillende soorten biomoleculen: eiwitten, suikers, vetten.
• Om magnetische gegevens op te slaan.

Pig

Omdat sommige oxiden zeer stabiel zijn, dienen ze om textiel te verven of felle kleuren te geven aan de oppervlakken van enig materiaal. Van de mozaïeken van de vloeren -de rode, gele en oranje (zelfs groene) schilderijen -, kunststoffen, leer tot architectuurwerken.

Referenties

1. Trustees van Dartmouth College (18 maart 2004). Stoichiometrie van ijzeroxiden. Genomen uit: Dartmouth.Edu
2. Ryosuke Sinmyo et al. (8 september 2016). Ontdekking van FE₇OF₉: Een nieuw ijzeroxide met een complexe monokliene structuur. Hersteld van: natuur.com
3. M. Cornell, u. Schwertmann. De ijzeroxiden: structuur, eigenschappen, reactie, gebeurtenissen en gebruik [PDF]. Wiley-VCH. Genomen van: EPSC511.Wustl.Edu