EN jernoksid Det er noen av forbindelsene som dannes mellom jern og oksygen. De er preget av å være ioniske og krystallinske, og ligger spredt som et resultat av erosjonen av mineralene deres, og komponerer jorda, plantemassen og til og med det indre av levende organismer..
Det er da en av familiene av forbindelser som dominerer i jordskorpen. Hva er de egentlig? Seksten jernoksider er kjent til dags dato, de fleste av dem med naturlig opprinnelse og andre syntetisert under ekstreme forhold med trykk eller temperatur..
En del av pulverisert jernoksid er vist på bildet ovenfor. Den karakteristiske røde fargen dekker jernet fra forskjellige arkitektoniske elementer i det som er kjent som rust. På samme måte observeres det i bakkene, fjellene eller jordene, blandet med mange andre mineraler, for eksempel det gule pulveret av goetitt (α-FeOOH).
De mest kjente jernoksidene er hematitt (α-FetoELLER3) og maghemitt (ϒ- FetoELLER3), begge polymorfene av jernoksid; og ikke minst magnetitt (Fe3ELLER4). Deres polymorfe strukturer og deres store overflateareal gjør dem til interessante materialer som sorbenter, eller for syntese av nanopartikler med store anvendelser..
Artikkelindeks
Det øverste bildet er en representasjon av krystallstrukturen til FeO, et av jernoksidene der jern har en valens på +2. De røde kulene tilsvarer anionene Oto-, mens de gule til Fe-kationeneto+. Legg også merke til at hver troto+ er omgitt av seks O-erto-, danner en oktaedrisk enhet for koordinering.
Derfor kan strukturen til FeO "smuldres" til enheter av FeO.6, der det sentrale atomet er Feto+. Når det gjelder oksyhydroksider eller hydroksider, er den oktaedriske enheten FeO3(ÅH)3.
I noen strukturer, i stedet for oktaeder, er det tetraedriske enheter, FeO4. Av denne grunn er strukturene til jernoksider vanligvis representert med oktaeder eller tetraeder med jernsentre..
Strukturene til jernoksider avhenger av forholdene for trykk eller temperatur, av Fe / O-forholdet (det vil si hvor mange oksygener det er per jern og omvendt) og av valens av jern (+2, +3 og, veldig sjelden i syntetiske oksider, +4).
Generelt sett er de store anionene Oto- er justert og danner ark hvis hull inneholder Fe-kationeneto+ o Tro3+. Dermed er det oksider (som magnetitt) som har jern med begge valenser.
Jernoksider presenterer polymorfisme, det vil si forskjellige strukturer eller krystallarrangementer for den samme forbindelsen. Jernoksid, FetoELLER3, har opptil fire mulige polymorfe. Hematitt, α-FetoELLER3, den er den mest stabile av alle; etterfulgt av maghemitten, Fa- TrotoELLER3, og av det syntetiske β-FetoELLER3 og ε- FetoELLER3.
De har alle sine egne typer krystallstrukturer og -systemer. Imidlertid forblir forholdet 2: 3 konstant, så det er tre anioner Oto- for hvert annet Fe-kation3+. Forskjellen ligger i hvordan FeO oktaedriske enheter ligger.6 i verdensrommet og hvordan kommer dere sammen.
Octahedral enheter FeO6 kan vises med bildet over. I hjørnene av oktaeder er Oto-, mens du er i sentrum av troento+ o Tro3+(i tilfelle FetoELLER3). Måten disse oktaederne er ordnet i rommet avslører strukturen til oksidet.
Imidlertid påvirker de også hvordan de er knyttet sammen. For eksempel kan to oktaeder sammenføyes ved å berøre to av toppunktene deres, som er representert av en oksygenbro: Fe-O-Fe. På samme måte kan oktaedroner bli sammen gjennom kantene (ved siden av hverandre). Den vil da bli representert med to oksygenbroer: Fe- (O)to-Tro.
Og til slutt kan oktaedra samhandle gjennom ansiktene deres. Dermed ville representasjonen nå være med tre oksygenbroer: Fe- (O)3-Fe. Måten octahedra er koblet på, vil variere internkjerneavstandene Fe-Fe og derfor de fysiske egenskapene til oksidet.
Et jernoksid er en forbindelse med magnetiske egenskaper. Disse kan være anti-, ferro- eller ferrimagnetiske og avhenge av valensene til Fe og hvordan kationene samhandler i det faste stoffet..
Fordi strukturene til faste stoffer er veldig varierte, er også deres fysiske og kjemiske egenskaper.
For eksempel er polymorfer og hydrater av FetoELLER3 de har forskjellige verdier av smeltepunkter (som varierer mellom 1200 og 1600 ºC) og tetthet. De har imidlertid til felles lav løselighet på grunn av Fe3+, den samme molekylvekten, er brun i fargen og oppløses sparsomt i syreoppløsninger.
IUPAC etablerer tre måter å navngi et jernoksid på. Alle tre er veldig nyttige, men for komplekse oksider (som Fe7ELLER9) det systematiske styrer over de andre ved sin enkelhet.
Antall oksygen og jern tas i betraktning, og navngir dem med de greske nummerprefiksene mono-, di-, tri-, etc. I følge denne nomenklaturen har FetoELLER3 heter: trioksid av gajern. Og for troen7ELLER9 navnet ville være: ikke-hepta-jernoksid.
Dette vurderer valens av jern. Hvis det handler om troto+, jernoksid er skrevet ..., og dets valens med romertall i parentes. For troentoELLER3 navnet er: jern (III) oksid.
Merk at Fe3+ kan bestemmes av algebraiske summer. Hvis Oto- Den har to negative ladninger, og det er tre av dem, de legger opp til -6. For å nøytralisere dette -6 kreves +6, men det er to Fe, så de må deles med to, + 6/2 = +3:
2X (metallvalens) + 3 (-2) = 0
Bare å løse for X, oppnås valensen av Fe i oksidet. Men hvis X ikke er et helt tall (som er tilfellet med nesten alle gjenværende oksider), så er det en blanding av Feto+ og tro3+.
Suffikset -ico blir gitt til prefikset ferr- når Fe har valens +3, og -oso når valensen er 2+. Dermed er FetoELLER3 det heter: jernoksid.
Jernoksider har en høy krystallisasjonsenergi til felles, noe som gjør det mulig å lage svært små krystaller, men med stort overflateareal..
Av denne grunn er de av stor interesse innen nanoteknologi, der de designer og syntetiserer oksid-nanopartikler (NP) for spesifikke formål:
-Som katalysatorer.
-Som et reservoar av medikamenter eller gener i kroppen
-I utformingen av sensoriske overflater for forskjellige typer biomolekyler: proteiner, sukker, fett
-For å lagre magnetiske data
Fordi noen oksider er veldig stabile, kan de brukes til å farge tekstiler eller gi lyse farger til overflatene på hvilket som helst materiale. Fra mosaikkene på gulvene; rød, gul og oransje (til og med grønn) maling; keramikk, plast, lær og til og med arkitektoniske arbeider.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.