Eisenoxid

Eisenoxid ist eine chemische Verbindung zwischen Eisen und Sauerstoff

Was ist Eisenoxid?

Er Eisenoxid Es ist eine der Verbindungen zwischen Eisen und Sauerstoff gebildet. Sie sind gekennzeichnet, indem sie ionisch und kristallin sind, und sie liegen infolge der Erosion ihrer Mineralien, die Böden, die Pflanzenmasse und sogar das Innere lebender Organismen bestehen, verstreut.

Es ist eine der Familien von Verbindungen, die in der Erdkruste vorherrschen,. Eisenoxide sind bisher bekannt.

Im oberen Bild wird ein Teil Eisenoxidpulver gezeigt. Seine charakteristische rote Farbe bedeckt das Eisen mehrerer architektonischer Elemente in den sogenannten Rost. Ebenso wird es an den Hängen, Bergen oder Böden beobachtet, gemischt mit vielen anderen Mineralien wie dem gelben Staub der Goethita (α-Feooh).

Die bekanntesten Eisenoxide sind Hämatit (α-FE₂ENTWEDER₃) und Maghemita (ϒ-glühend₂ENTWEDER₃) beide Polymorphen aus Eisenoxid; Und nicht zuletzt Magnetit (Glaube₃ENTWEDER₄).

Ihre polymorphen Strukturen und sein großer oberflächlicher Bereich werden durch interessante Materialien wie Sorbentes oder für die Synthese von Nanopartikeln mit breiten Anwendungen hergestellt.

Eisenoxidestruktur

Das obere Bild ist eine Darstellung der kristallinen Struktur des hässlichen, eines der Eisenoxide, in denen Eisen Valenz +2 hat. Die roten Kugeln entsprechen den Anionen oder^2-, Während das Gelb zu Glauben Kationen²⁺.

Beachten Sie, dass jeder Glaube²⁺ ist von sechs oder umgeben^2-, eine oktaedrische Koordinationseinheit bilden.

Daher kann die hässliche Struktur in hässlichen Einheiten "zusammenbrechen"₆, Wo das zentrale Atom Glaube ist²⁺. Bei Oxihydroxiden oder Hydroxiden ist die oktaedrische Einheit hässlich₃(OH)₃.

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In einigen Strukturen anstelle des Oktaeders gibt es tetraedrische Einheiten, hässlich₄. Aus diesem Grund werden Eisenoxide normalerweise mit Outured oder Tetraeder mit Eisenzentren dargestellt.

Eisenoxidestrukturen hängen von den Druck- oder Temperaturbedingungen ab, vom Glauben/oder des Verhältnisses (dh wie viele Sauerstoff für Eisen und umgekehrt) und Valencia del Hierro (+2, +3 und sehr selten in synthetischen Oxiden , +4).

Im Allgemeinen die sperrigen Anionen oder^2- Sie richten bildende Blätter aus, deren Löcher Glaubenskationen aufnehmen²⁺ oder Glaube³⁺. Somit gibt es Oxide (wie Magnetit), die Eisen mit beiden Valences haben.

Polymorphismus

Eisenoxide haben Polymorphismus, dh unterschiedliche Strukturen oder kristalline Anordnungen für dieselbe Verbindung. Eisenoxid, Glaube₂ENTWEDER₃, hat bis zu vier möglichen Polymorphen. Der Hämatit α-FE₂ENTWEDER₃, Es ist das stabilste von allen; gefolgt von Maghemita, ϒ-glühend₂ENTWEDER₃, und für den synthetischen β-Glauben₂ENTWEDER₃ und ε-Glaube₂ENTWEDER₃.

Alle haben ihre eigenen Arten von kristallinen Strukturen und Systemen. Anteil 2: 3 bleibt jedoch konstant, so dass es drei Anionen gibt oder^2- für zwei Kationen Glaube³⁺.

Der Unterschied liegt darin, wie sich die hässlichen oktaedrischen Einheiten befinden₆ im Raum und wie sie zusammenkommen.

Strukturelle Verbindungen

Hässliche oktaedrische Einheit₆

Die hässlichen oktaedrischen Einheiten₆ kann mit Hilfe des überlegenen Bildes sichtbar gemacht werden. In den Ecken des OktAedro sind die oder^2-, In seinem Zentrum der Glaube²⁺ oder Glaube³⁺(Im Fall des Glaubens₂ENTWEDER₃). Die Art und Weise, wie diese Oktaeder im Weltraum angeordnet sind.

Sie beeinflussen jedoch auch, wie sie miteinander verbunden sind. Zum Beispiel können zwei Oktaeder zwei ihrer Eckpunkte beitreten, was mit einer Sauerstoffbrücke dargestellt wird: Fe-o-fe. In ähnlicher Weise kann Octaeder durch ihre Ränder (nebeneinander) beitreten). Es würde dann mit zwei Sauerstoffbrücken dargestellt: Fe- (o)₂-Glaube.

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Und schließlich kann Octaeder durch ihre Gesichter interagieren. Somit wäre die Darstellung jetzt mit drei Sauerstoffbrücken: Fe- (o)₃-Glaube. Die Art und Weise, wie die Oktaeder miteinander verbunden sind.

Eisenoxide Eigenschaften

Ein Eisenoxid ist eine Verbindung mit magnetischen Eigenschaften. Diese können anti-, ferro- oder ferrimagnetisch sein und hängen von den Valenzen des Glaubens und der Art und Weise ab, wie Kationen in festem Wechsel wirken.

Weil feste Strukturen sehr unterschiedlich sind, genauso wie ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften.

Zum Beispiel die Polymorphen und Hydrate des Glaubens₂ENTWEDER₃ Sie haben unterschiedliche Werte von Schmelzpunkten (die zwischen 1 liegen.200 und 1.600 ° C) und Dichten. Sie haben jedoch nach dem Glauben wenig Löslichkeit³⁺, Die gleiche molekulare Masse haben braune Farben und sind kaum in Säurelösungen gelöst.

Nomenklatur von Eisenoxiden

IUPAC setzt drei Möglichkeiten, um ein Eisenoxid zu benennen. Die drei sind sehr nützlich, obwohl für komplexe Oxide (wie den Glauben₇ENTWEDER₉) Die Systematik regelt die anderen für ihre Einfachheit.

Systematische Nomenklatur

Sauerstoff- und Eisenzahlen werden berücksichtigt und sie mit den Präfixen von Mono-mono-, di-, tri-, usw. benennen. Nach dieser Nomenklatur der Glaube₂ENTWEDER₃ wird genannt: TriOxid gabEisen. Und für den Glauben₇ENTWEDER₉ Sein Name wäre: Heptahierro -Nicht -Axid.

Stock Nomenklatur

Dies berücksichtigt die Valencia del Hierro. Wenn es der Glaube ist²⁺, Eisenoxid ist geschrieben ... und seine Wertigkeit mit römischen Zahlen, die in Klammern gesperrt sind. Für den Glauben₂ENTWEDER₃ Sein Name ist: Eisenoxid (III).

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Beachten Sie diesen Glauben³⁺ Es kann durch algebraische Summen bestimmt werden. Ja^2- Es hat zwei negative Gebühren, und es gibt drei davon, add -6. Um dies zu neutralisieren, benötigen sie +6, aber es gibt zwei Glauben, so dass sie durch zwei, +6/2 = +3 geteilt werden müssen:

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

Einfach die Wertigkeit des Glaubens an Oxid klären. Aber wenn x keine Ganzzahl ist (wie bei fast allen verbleibenden Oxiden), dann gibt es eine Mischung aus Glauben²⁺ und Glaube³⁺.

Traditionelle Nomenklatur

Das Suffix -ICO wird dem Präfixferr-, wenn der Glaube Valencia +3 hat, und so, wenn seine Valencia 2 ist+. So Glaube₂ENTWEDER₃ heißt: Eisenoxid Eisen.

Eisenoxide verwendet

Nanopartikel

Eisenoxide haben eine hohe Kristallisationsenergie, die es ermöglicht, sehr kleine Kristalle zu erzeugen, jedoch mit einer großen Oberfläche.

Aus diesem Grund sind sie von großem Interesse an den Bereichen Nanotechnologie, in denen sie Oxid -Nanopartikel (NPs) für bestimmte Zwecke entwerfen und synthetisieren:

• Als Katalysatoren.
• Als Drogenbehälter oder Gene im Körper.
• Im Design sensorischer Oberflächen für verschiedene Arten von Biomolekülen: Proteine, Zucker, Fette.
• Magnetdaten speichern.

Pigmente

Da einige Oxide sehr stabil sind, dienen sie dazu, Textilien zu färben oder den Oberflächen eines Materials leuchtende Farben zu verleihen. Aus den Mosaiken der Böden -die roten, gelben und orange (sogar grünen) Gemälde -Kunststoffe, Leder bis Architekturwerke.

Verweise

1. Treuhänder des Dartmouth College (18. März 2004). Stöchiometrie von Eisenoxiden. Entnommen aus: Dartmouth.Edu
2. Ryosuke Sinmyo et al. (8. September 2016). Entdeckung von Fe₇ENTWEDER₉: Ein neues Eisenoxid mit einer komplexen monoklinischen Struktur. Erholt von: Natur.com
3. M. Cornell, u. Schwertmann. Die Eisenoxide: Struktur, Eigenschaften, Reaktion, Vorkommen und Verwendung [PDF]. Wiley-vch. Entnommen aus: EPSC511.Wustl.Edu