Vas-oxid szerkezet, tulajdonságok, nómenklatúra, felhasználások



egy vas-oxid a vas és az oxigén között képződött vegyületek bármelyike. Jellemzőjük, hogy ionos és kristályos, és ásványi anyaguk eróziójának szétszórt termékei, a padlót, a növényi tömeget és még az élő szervezetek belsejét alkotják..

Ekkor az egyik olyan család családja, amely a földkéregben uralkodik. Mik azok pontosan? Tizenhat vasoxid ismert a mai napig, legtöbbjük természetes eredetű és mások extrém nyomás- vagy hőmérsékleti körülmények között szintetizálódnak..

A felső képen a vas (III) -oxid-por egy része látható. Jellemző vörös színe több építészeti elem vasát fedi le a rozsda néven. Továbbá a lejtőkön, hegyeken vagy talajokon más ásványi anyagokkal, például a goethite (α-FeOOH) sárga porával keverve is megfigyelhető.

A legismertebb vas-oxidok a hematit (α-Fe2O3) és a maghemit (Υ- Faith2O3), mindkét vas-oxid polimorf; és nem utolsósorban a magnetit (Faith3O4). Polimorf szerkezeteik és nagy felszíni területeik olyan érdekes anyagokat alkotnak, mint a szorbensek, vagy a nanorészecskék széles körű alkalmazásának szintézisére..

index

  • 1 Szerkezet
    • 1.1 Polimorfizmus
    • 1.2 Strukturális kapcsolatok
  • 2 Tulajdonságok
  • 3 Nómenklatúra
    • 3.1 Szisztematikus nómenklatúra
    • 3.2 Készletek nómenklatúrája
    • 3.3 Hagyományos nómenklatúra
  • 4 Felhasználások
    • 4.1 Nanorészecskék
    • 4.2 Pigmentek
  • 5 Referenciák

struktúra

A felső kép a FeO egyik kristályszerkezetének ábrázolása, ahol a vasnak valenciája +2. A piros gömbök megfelelnek az O anionoknak2-, míg a sárga a Fe kationok2+. Ne feledje, hogy minden hit2+ hat O körül veszik körül2-, oktaéderes koordinációs egységet képez.

Ennélfogva a FeO szerkezete FeO egységké válhat6, ahol a központi atom a hit2+. Oxihidroxidok vagy hidroxidok esetében az oktaéderes egység FeO3(OH)3.

Néhány szerkezetben az oktaéder helyett tetraéderes egységek, FeO4. Ezért a vas-oxidok szerkezeteit általában oktaéderek vagy tetraéderek képviselik, vas-központokkal.

A vas-oxid szerkezetek a nyomás vagy a hőmérséklet körülményeitől függnek, a Fe / O arány (azaz hány oxigén van vasra, és fordítva), valamint a vas (+2, +3 és, nagyon ritkán szintetikus oxidokban, +4).

Általában az O nagy mennyiségű anionok2- azok a lapok, amelyek lyukak a Fe kationokat tartalmazzák2+ o A hit3+. Így vannak olyan oxidok (pl. Magnetit), amelyek mindkét valenciával vasalók.

polimorfizmus

A vasalók oxidjai jelenlétében polimorfizmust, azaz különböző szerkezeteket vagy kristályszerkezeteket alkalmaznak ugyanarra a vegyületre. Vas-oxid, Fe2O3, Legfeljebb négy lehetséges polimorfja van. Hematit, α-Fe2O3, ez a legstabilabb; ezt követi a maghemit, Υ- Hit2O3, és a szintetikus β-Fe esetében2O3 és ε- Hit2O3.

Mindegyikük rendelkezik saját struktúrájukkal és kristályos rendszerükkel. A 2: 3 arány azonban állandó marad, így három anion van2- minden két Fe kation esetében3+. A különbség abban rejlik, hogy az oktaéderes FeO-egységek találhatók6 az űrben és hogyan jön össze.

Strukturális kapcsolatok

Az oktaéderes FeO-egységek6 a kiváló kép segítségével vizualizálhatók. Az O-ok az oktaéder sarkaiban vannak2-, miközben a központban a hit2+ o A hit3+(a hit esetében2O3). Az oktaétra térben való elrendezése megmutatja az oxid szerkezetét.

Ugyanakkor befolyásolják, hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Például két oktaéder összekapcsolható két csúcsuk megérintésével, amelyet oxigénhíd képvisel: Fe-O-Fe. Hasonlóképpen, az oktaédert a szélükön keresztül lehet egymással összekötni. Ekkor két oxigénhidakkal lenne ábrázolva: Fe- (O)2-hit.

És végül az oktahedra kölcsönhatásba léphet az arcukon. Így a reprezentáció most három oxigénhidakkal lenne ellátva: Fe- (O)3-Az oktaéderek összekapcsolódásának módja megváltoztatná a nukleáris Fe-Fe távolságokat, és ezáltal az oxid fizikai tulajdonságait..

tulajdonságok

A vas-oxid mágneses tulajdonságokkal rendelkező vegyület. Ezek lehetnek anti-, ferro- vagy ferrimágnesesek, és függnek a Fe valenciáitól és arról, hogy a kationok hogyan hatnak a szilárd anyagban.

Mivel a szilárd anyagok szerkezete nagyon változatos, így fizikai és kémiai tulajdonságaik is vannak.

Például a Fe polimorfjait és hidrátjait2O3 az olvadáspontok különböző értékei (1200 és 1600 ° C között) és sűrűséggel rendelkeznek. Ugyanakkor a Fe-nek köszönhetően alacsony az oldhatósága3+, ugyanolyan molekulatömegű, barna és savanyú oldatokban oldódik.

nómenklatúra

Az IUPAC három módon határozza meg a vas-oxid nevét. Mindhárom nagyon hasznos, bár összetett oxidokra (például Fe-re)7O9) a rendszeres irányítás az egyszerűség miatt szabályozza a többit.

Szisztematikus nómenklatúra

Figyelembe veszik az oxigén és a vas számokat, a görög szám előtagokkal mono-, di-, tri-, stb. E nómenklatúra szerint a hit2O3 ezt hívják: trioxid oxidja divas. És a hitre7O9 a neve: heptahierro nonaoxide.

Készletek nómenklatúrája

Ez figyelembe veszi a vas valenciáját. Ha a hitről van szó2+, vasoxidot írtak ... és annak értékét római számokkal zárójelben. A hitért2O3 neve: vas-oxid (III).

Ne feledje, hogy a hit3+ azt az algebrai összegek határozhatják meg. Ha az O2- két negatív töltéssel rendelkezik, és közülük három van, add -6. Ennek semlegesítéséhez -6 szükséges +6, de két Fe van, így kettővel kell osztani, + 6/2 = +3:

2X (fémvalencia) + 3 (-2) = 0

Egyszerűen az X törlésével a Fe értékét az oxidban kapja meg. De ha X nem egész szám (mint a szinte minden más oxid), akkor van egy Fe keveréke2+ és a hit3+.

Hagyományos nómenklatúra

A -ico utótag a ferr- előtaghoz adódik, amikor a Fe-nek valenciája +3, és az oo, amikor valenciája 2+. Így a hit2O3 ezt nevezik: vas-oxidnak.

alkalmazások

nanorészecskék

A vas-oxidok közös nagy kristályosodási energiával rendelkeznek, ami lehetővé teszi nagyon kis kristályok létrehozását, de nagy felületű.

Ezért nagy érdeklődést mutatnak a nanotechnológia területén, ahol speciális célokra oxid nanorészecskéket (NP-ket) terveznek és szintetizálnak:

-Katalizátorként.

-A testen belüli gyógyszerek vagy gének tartályaként

-Szenzoros felületek tervezése különböző típusú biomolekulákhoz: fehérjék, cukrok, zsírok

-Mágneses adatok tárolása

pigmentek

Mivel egyes oxidok nagyon stabilak, a textíliák festésére szolgálnak, vagy élénk színeket biztosítanak bármely anyag felületéhez. A padló mozaikjai; a piros, sárga és narancssárga festmények (akár zöldek); kerámiák, műanyagok, bőr, sőt építészeti munkák.

referenciák

  1. A Dartmouth Főiskola megbízottjai. (2004. március 18.). Vas-oxidok sztöchiometriája. Készült: dartmouth.edu
  2. Ryosuke Sinmyo et al. (2016. szeptember 8.). A hit felfedezése7O9: egy új vasoxid komplex monoklinikus szerkezettel. A lap eredeti címe: nature.com
  3. M. Cornell, U. Schwertmann. A vas-oxidok: szerkezet, tulajdonságok, reakciók, előfordulások és felhasználások. [PDF]. Wiley-VCH. Készült: epsc511.wustl.edu
  4. Alice Bu. (2018). Vas-oxid nanorészecskék, jellemzők és alkalmazások. Készült: sigmaaldrich.com
  5. Ali, A., Zafar, H., Zia, M., Ha Haq, I., Phull, A.R., Ali, J.S. & Hussain, A. (2016). A vas-oxid nanorészecskék szintézise, ​​jellemzése, alkalmazásai és kihívásai. Nanotechnológia, tudomány és alkalmazások, 9, 49-67. http://doi.org/10.2147/NSA.S99986
  6. Golchha pigmentek. (2009). Vas-oxidok: Alkalmazások. Készült: golchhapigments.com
  7. Kémiai készítmény (2018). Vas-oxid (II). Készült: formulaacionquimica.com
  8. Wikipedia. (2018). Vas (III) -oxid. A következő oldalról: https://en.wikipedia.org/wiki/Iron(III)_oxide