Почему валентность железа равна 3. Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

Как определить валентность

Почему валентность железа равна 3. Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

В этой статье рассмотрим способы и поймем, как определить валентность элементов таблицы Менделеева.

В химии принято, что валентность химических элементов можно узнать по группе (колонке) в таблице Менделеева. В действительности не всегда валентность элемента соответствует номеру группы, но в большинстве случаев определенная валентность по такому методу даст правильный результат часто элементы, в зависимости от разных факторов, имеют не одну валентность.

За единицу валентности принята валентность атома водорода, равная 1, то есть водород одновалентен. Поэтому валентность элемента указывает на то, со сколькими атомами водорода соединён один атом рассматриваемого элемента. Например, HCl, где хлор – одновалентен; H2O, где кислород – двухвалентен; NH3, где азот – трёхвалентен.

Как определить валентность по таблице Менделеева

Таблица Менделеева содержит в себе химические элементы, которые размещены в ней по определенным принципам и законам.

Каждый элемент стоит на месте, который определяется его характеристиками и свойствами и каждый элемент имеет свой номер. Горизонтальные линии называются периодами, которые возрастают от первой строки вниз.

Если период состоит из двух рядов (что указано сбоку нумерацией), то такой период называется большим. Если он имеет только один ряд, то называется малым.

Кроме того, в таблице есть группы, которых всего восемь. Элементы размещаются в столбцах по вертикали. Здесь их размещение неравномерно – с одной стороны больше элементов (главная группа), с другой – меньше (побочная группа).

Валентностью называют способность атома образовывать некоторое количество химических связей с атомами других элементов. Как определить валентность по таблице Менделеева поможет понять знание видов валентности.

Виды валентности
Постоянная (у металлов главных подгрупп)Переменная (у неметаллов  и металлов побочных подгрупп)
Высшая (равна номеру группы)Низшая (равна разности между числом 8 и номером группы)

Для элементов побочных подгрупп (а к ним относятся только металлы) валентность нужно запоминать, тем более что в большинстве случае она равна I, II, реже III. Также придется заучить валентности химических элементов, которые имеют более двух значений. Или постоянно держать под рукой таблицу валентности элементов.

Алгоритм определения валентности по формулам химических элементов

1. Записать формулу химического соединения.

2. Обозначить известную валентность элементов.

3. Найти наименьшее общее кратное валентности и индекса.

4. Найти соотношение наименьшего общего кратного к количеству атомов второго элемента. Это и есть искомая валентность.

5. Сделать проверку путём перемножения валентности и индекса каждого элемента. Их произведения должны быть равны.

Пример: определим валентность элементов сульфида водорода.

1. Запишем формулу:

H2S

2. Обозначим известную валентность:

I

H2S

3. Найдём наименьшее общее кратное:

2

I

H2S

4. Найдём соотношение наименьшего общего кратного к количеству атомов серы:

2

I II

H2S

5. Сделаем проверку:

I II

H2S

(2=2)

Таблица характерных значений валентностей некоторых атомов химических соединений

ЭлементыВалентностьПримеры соединений
H, F, Li, Na, KIH2, HF, Li2O, NaCl, KBr
O, Mg, Ca, Sr, Ba, ZnIIH2O, MgCl2, CaH2, SrBr2, BaO, ZnCl2
B, AlIIIBCl3, AlBr3
C, SiIVCO2, CH4, SiO2, SiCl4
CuI, IICu2O, CuO
FeII, IIIFeCl2, FeCl3
CrII, III, VICrCl2, CrCl3, CrO3
SII, IV, VIH2S, SO2, SO3
NIII, IVNH3, NH4Cl, HNO3
PIII, VPH3, P2O5, H3PO4
Sn, PbII, IVSnCl2, SnCl4, PbO, PbO2
Cl, Br, II, III, V, VIIHCl, ClF3, BrF5, IF7

Источник: https://www.calc.ru/Kak-Opredelit-Valentnost.html

Урок №12. Валентность химических элементов. – ХиМуЛя.com

Почему валентность железа равна 3. Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

Валентность – это способностьатомов присоединять к себе определенное число других атомов.

Валентность– определяется номером группы (число химических связейв структурной формуле вещества).

Валентность элементов необходимо знать, чтобы составлятьхимические формулы соединений (валентность обозначается римскими цифрамиI, II, III – VIII).

Структурная формула вещества отображает порядок соединения атомов между собой, согласно их валентностям, т.е. химическое строение.
Na – одновалентен (одна связь)H – одновалентен (одна связь)O – двухвалентен (две связи у каждого атома)S – шестивалентна (образует шесть связей с соседними атомами)

Правилаопределения валентности элементов в соединениях

1. Валентность водорода принимаютза (единицу).

2. Кислород в своих соединениях проявляетвалентность II.

3. Высшаявалентность равна номеру группы Nгруппы (исключения, N, O, F –  для этих элементов характерна только низшая валентность).

4. Низшая валентность равнаразности между числом 8 (количество групп в таблице) и номером группы, вкоторой находится данный элемент, т.е. 8 – Nгруппы

Определениевалентности металлов

(характернывалентности – постоянная и переменная)

Металлы главных (А) подгрупп I(А), II(А), III(А)Характерна высшая постоянная валентность.В = NгруппыМеталл в формуле всегда занимает первую позицию
Металлы побочных (Б) подгруппI(Б)-VIII(Б)Характерна переменная валентность.В – указывается в названии вещества.Например, оксид марганца (VII), хлорид хрома (II).

Определение валентности неметаллов

(характерны валентности – высшая, низшая,переменная)

Характерны высшая валентностьВ = N группыНеметалл ставится в этом случае на первое место в формуле
Характерна низшая валентность8 – N группыНеметалл ставится в этом случае на второе место в формуле
Характерна переменная валентность.В – указывается в названии вещества.Например, оксид серы (IV), сульфид фосфора (III).Неметалл ставится в этом случае на первое место в формуле

Запомните! Низшуювалентность проявляет тот элемент – неметалл, который находится втаблице Менделеева правее и выше, а высшую валентность – элемент, расположенныйлевее и ниже.

Если данное правило не работает. Тоследует воспользоваться информацией о бинарныхформулах веществ (оксидах, хлоридах, сульфидах и др.).

Бинарная химическая формула – это формула химического соединения, в состав которого входят два вида атомов.
 ОКСИДЫСУЛЬФИДЫХЛОРИДЫ
Оксид – это сложное вещество, в состав которого входят два вида атомов, одним из которых является кислород, с валентностью (II).Na2ОCaОP2О5Сульфид – это сложное вещество, в состав которого входят два вида атомов, одним из которых является сера, с валентностью (II).K2S   MgSAl2S3Хлорид – это сложное вещество, в состав которого входят два вида атомов, одним из которых является хлор, с валентностью (I).FeCl3NaClCaCl2
Общая формулагде Э – элемент;Х – валентность элементаОбщая формулагде Э – элемент;Х – валентность элементаОбщая формулагде Э – элемент;Х – валентность элемента

* Другиебинарные соединения: ЭxFy – фторид; ЭxBry -бромид; ЭxIy– йодид; ЭxNy–нитрид; ЭxPy– фосфид; ЭxHy–гидрид (у элемента на второй позиции низшая валентность).

Алгоритм составления формулы соединения оксидафосфора

Последовательность действийСоставление формулы оксида фосфора
1. Написать символы элементовР О
2. Определить валентности элементовV  II P   O
3. Найти наименьшее общее кратное численных значений валентностей5•2 = 10
4. Найти соотношения между атомами элементов путем деления найденного наименьшего кратного на соответствующие валентности элементов10 : 5 = 210 : 2 = 5P : О = 2 : 5
5. Записать индексы при символах элементовР2 О5
6. Формула соединения (оксида)Р2О5

 Длясоставления формулы вещества можно воспользоваться следующим алгоритмом:

В=NгруппыВ=8-Nгруппы
АхВу

Запомните! Если элемент А – металл побочнойподгруппы или неметалл с переменной валентностью, валентность А определяем непо таблице Менделеева, а согласно названию вещества. Например, оксид серы (IV), сульфид фосфора (III).

Источник: https://www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/8-klass/urok-no12-valentnost-himiceskih-elementov

Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

Почему валентность железа равна 3. Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

Валентность – это способность атома данного элемента образовывать определенное количество химических связей.

Образно говоря, валентность – это число “рук”, которыми атом цепляется за другие атомы. Естественно, никаких “рук” у атомов нет; их роль играют т. н. валентные электроны.

Можно сказать иначе: валентность – это способность атома данного элемента присоединять определенное число других атомов.

Необходимо четко усвоить следующие принципы:

Существуют элементы с постоянной валентностью (их относительно немного) и элементы с переменной валентностью (коих большинство)

Элементы с постоянной валентностью необходимо запомнить:

ЭлементыПостоянная валентность
щелочные металлы (Li, Na, K, Rb , Cs, Fr)I
металлы II группы, главной подгруппы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)II
алюминий (Al)III
кислород (О)II
фтор (F)I

Остальные элементы могут проявлять разную валентность.

Высшая валентность элемента в большинстве случаев совпадает с номером группы, в которой находится данный элемент

Например, марганец находится в VII группе (побочная подгруппа), высшая валентность Mn равна семи. Кремний расположен в IV группе (главная подгруппа), его высшая валентность равна четырем.

Следует помнить, однако, что высшая валентность не всегда является единственно возможной. Например, высшая валентность хлора равна семи (убедитесь в этом!), но известны соединения, в которых этот элемент проявляет валентности VI, V, IV, III, II, I.

Важно запомнить несколько исключений: максимальная (и единственная) валентность фтора равна I (а не VII), кислорода – II (а не VI), азота – IV (способность азота проявлять валентность V – популярный миф, который встречается даже в некоторых школьных учебниках).

Валентность и степень окисления – это не тождественные понятия

Эти понятия достаточно близки, но не следует их путать! Степень окисления имеет знак (+ или -), валентность – нет; степень окисления элемента в веществе может быть равна нулю, валентность равна нулю лишь в случае, если мы имеем дело с изолированным атомом; численное значение степени окисления может НЕ совпадать с валентностью. Например, валентность азота в N2 равна III, а степень окисления = 0. Валентность углерода в муравьиной кислоте = IV, а степень окисления = +2.

Если известна валентность одного из элементов в бинарном соединении, можно найти валентность другого

Делается это весьма просто. Запомните формальное правило: произведение числа атомов первого элемента в молекуле на его валентность должно быть равно аналогичному произведению для второго элемента.

В соединении AxBy: валентность (А) • x = валентность (В) • y

Пример 1. Найти валентности всех элементов в соединении NH3.

Решение. Валентность водорода нам известна – она постоянна и равна I. Умножаем валентность Н на число атомов водорода в молекуле аммиака: 1 • 3 = 3. Следовательно, для азота произведение 1 (число атомов N) на X (валентность азота) также должно быть равно 3. Очевидно, что Х = 3. Ответ: N(III), H(I).

Пример 2. Найти валентности всех элементов в молекуле Cl2O5.

Решение. У кислорода валентность постоянна (II), в молекуле данного оксида пять атомов кислорода и два атома хлора. Пусть валентность хлора = Х. Составляем уравнение: 5 • 2 = 2 • Х. Очевидно, что Х = 5. Ответ: Cl(V), O(II).

Пример 3. Найти валентность хлора в молекуле SCl2, если известно, что валентность серы равна II.

Решение. Если бы авторы задачи не сообщили нам валентность серы, решить ее было бы невозможно. И S, и Cl – элементы с переменной валентностью. С учетом дополнительной информации, решение строится по схеме примеров 1 и 2. Ответ: Cl(I).

В примерах 1 – 3 мы по формуле определяли валентность, попробуем теперь проделать обратную процедуру.

Пример 4. Составьте формулу соединения кальция с водородом.

Решение. Валентности кальция и водорода известны – II и I соответственно. Пусть формула искомого соединения – CaxHy. Вновь составляем известное уравнение: 2 • x = 1 • у. В качестве одного из решений этого уравнения можно взять x = 1, y = 2. Ответ: CaH2.

“А почему именно CaH2? – спросите вы. – Ведь варианты Ca2H4 и Ca4H8 и даже Ca10H20 не противоречат нашему правилу!”

Ответ прост: берите минимально возможные значения х и у. В приведенном примере эти минимальные (натуральные!) значения как раз и равны 1 и 2.

“Значит, соединения типа N2O4 или C6H6 невозможны? – спросите вы. – Следует заменить эти формулы на NO2 и CH?”

Нет, возможны. Более того, N2O4 и NO2 – это совершенно разные вещества. А вот формула СН вообще не соответствует никакому реальному устойчивому веществу (в отличие от С6Н6).

Несмотря на все сказанное, в большинстве случаев можно руководствоваться правилом: берите наименьшие значения индексов.

Пример 5. Составьте формулу соединения серы с фтором, если известно, что валентность серы равна шести.

Решение. Пусть формула соединения – SxFy. Валентность серы дана (VI), валентность фтора постоянна (I). Вновь составляем уравнение: 6 • x = 1 • y. Несложно понять, что наименьшие возможные значения переменных – это 1 и 6. Ответ: SF6.

Вот, собственно, и все основные моменты.

А теперь проверьте себя! Предлагаю пройти небольшой тест по теме “Валентность”.

Хотите узнать, почему “классическое” определение валентности часто не “работает”? Почему валентность железа в FeO не равна двум? Почему для описания комплексных веществ используется понятие “координационное число”?

Смотрите продолжение этой статьи →

Источник: http://www.repetitor2000.ru/valentnost_01.html

Валентность химических элементов (Таблица)

Почему валентность железа равна 3. Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

Валентность химических элементов – это способность у атомов хим. элементов образовывать некоторое число химических связей. Принимает значения от 1 до 8 и не может быть равна 0. Определяется числом электронов атома затраченых на образование хим. связей с другим атомом. Валентность это реальная величина. Обозначается римскими цифрами (I ,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Как можно определить валентность в соединениях:

— Валентность водорода (H) постоянна всегда 1. Отсюда в соединении H2O валентность O равна 2.

— Валентность кислорода (O) постоянна всегда 2. Отсюда в соединении СО2 валентность С равно 4.

— Высшая валентность всегда равна № группы.

— Низшая валентность равна разности между числом 8 (количество групп в Таблице Менделеева) и номером группы, в которой находится элемент.

— У металлов в подгруппах А таблицы Менделеева, валентность = № группы.

— У неметаллов обычно две валентности: высшая и низшая.

Валентность химических элементов может быть постоянной и переменной. Постоянная в основном у металлов главных подгрупп, переменная у неметаллов и металлов побочных подгруп.

Таблица валентности химических элементов

Атомный №Химический элементСимволВалентность химических элементовПримеры соединений
1Водород / HydrogenHIHF
2Гелий / HeliumHeотсутствует— 
3Литий / LithiumLiILi2O
4Бериллий / BerylliumBeIIBeH2
5Бор / BoronBIIIBCl3
6Углерод / CarbonCIV, IICO2, CH4
7Азот / NitrogenNIII, IVNH3
8Кислород / OxygenOIIH2O, BaO
9Фтор / FluorineFIHF
10Неон / NeonNeотсутствует— 
11Натрий / SodiumNaINa2O
12Магний / MagnesiumMgIIMgCl2
13Алюминий / AluminumAlIIIAl2O3
14Кремний / SiliconSiIVSiO2, SiCl4
15Фосфор / PhosphorusPIII, VPH3, P2O5
16Сера / SulfurSVI, IV, IIH2S, SO3
17Хлор / ChlorineClI, III, V, VIIHCl, ClF3
18Аргон / ArgonArотсутствует— 
19Калий / PotassiumKIKBr
20Кальций / CalciumCaIICaH2
21Скандий / ScandiumScIIISc2S3
22Титан / TitaniumTiII, III, IVTi2O3, TiH4
23Ванадий / VanadiumVII, III, IV, VVF5, V2O3
24Хром / ChromiumCrII, III, VICrCl2, CrO3
25Марганец / ManganeseMnII, III, IV, VI, VIIMn2O7, Mn2(SO4)3
26Железо / IronFeII, IIIFeSO4, FeBr3
27Кобальт / CobaltCoII, IIICoI2, Co2S3
28Никель / NickelNiII, III, IVNiS, Ni(CO)4 
29Медь / CopperСuI, IICuS, Cu2O
30Цинк / ZincZnIIZnCl2
31Галлий / GalliumGaIIIGa(OH)3
32Германий / GermaniumGeII, IVGeBr4, Ge(OH)2
33Мышьяк / ArsenicAsIII, VAs2S5, H3AsO4
34Селен / SeleniumSeII, IV, VI,H2SeO3
35Бром / BromineBrI, III, V, VIIHBrO3
36Криптон / KryptonKrVI, IV, IIKrF2, BaKrO4
37Рубидий / RubidiumRbIRbH
38Стронций / StrontiumSrIISrSO4
39Иттрий / YttriumYIIIY2O3
40Цирконий / ZirconiumZrII, III, IVZrI4, ZrCl2
41Ниобий / NiobiumNbI, II, III, IV, VNbBr5
42Молибден / MolybdenumMoII, III, IV, V, VIMo2O5, MoF6
43Технеций / TechnetiumTcI — VIITc2S7
44Рутений / RutheniumRuII — VIIIRuO4, RuF5, RuBr3
45Родий / RhodiumRhI, II, III, IV, VRhS, RhF3
46Палладий / PalladiumPdI, II, III, IVPd2S, PdS2
47Серебро / SilverAgI, II, IIIAgO, AgF2, AgNO3
48Кадмий / CadmiumCdIICdCl2
49Индий / IndiumInIIIIn2O3
50Олово / TinSnII, IVSnBr4, SnF2
51Сурьма / AntimonySbIII, IV, VSbF5, SbH3
52Теллур / TelluriumTeVI, IV, IITeH2, H6TeO6
53Иод / IodineII, III, V, VIIHIO3, HI
54Ксенон / XenonXeII, IV, VI, VIIIXeF6, XeO4, XeF2
55Цезий / CesiumCsICsCl
56Барий / BariumBaIIBa(OH)2
57Лантан / LanthanumLaIIILaH3
58Церий / CeriumCeIII, IVCeO2 , CeF3
59Празеодим / PraseodymiumPrIII, IVPrF4, PrO2
60Неодим / NeodymiumNdIIINd2O3
61Прометий / PromethiumPmIIIPm2O3
62Самарий / SamariumSmII, IIISmO
63Европий / EuropiumEuII, IIIEuSO4
64Гадолиний / GadoliniumGdIIIGdCl3
65Тербий / TerbiumTbIII, IVTbF4, TbCl3
66Диспрозий / DysprosiumDyIIIDy2O3
67Гольмий / HolmiumHoIIIHo2O3
68Эрбий / ErbiumErIIIEr2O3
69Тулий / ThuliumTmII, IIITm2O3
70Иттербий / YtterbiumYbII, IIIYO
71Лютеций / LutetiumLuIIILuF3
72Гафний / HafniumHfII, III, IVHr3, HfCl4
73Тантал / TantalumTaI — VTaCl5, TaBr2, TaCl4
74Вольфрам / TungstenWII — VIWBr6, Na2WO4 
75Рений / RheniumReI — VIIRe2S7, Re2O5
76Осмий / OsmiumOsII — VI, VIIIOsF8, OsI2, Os2O3
77Иридий / IridiumIrI — VIIrS3, IrF4
78Платина / PlatinumPtI, II, III, IV, VPt(SO4)3, PtBr4
79Золото / GoldAuI, II, IIIAuH, Au2O3, Au2Cl6
80Ртуть / MercuryHgIIHgF2, HgBr2
81Талий / ThalliumTlI, IIITlCl3, TlF
82Свинец / LeadPbII, IVPbS, PbH4
83Висмут / BismuthBiIII, VBiF5,  Bi2S3
84Полоний / PoloniumPoVI, IV, IIPoCl4, PoO3
85Астат / AstatineAtнет данных— 
86Радон / RadonRnотсутствует— 
87Франций / FranciumFrI— 
88Радий / RadiumRaIIRaBr2
89Актиний / ActiniumAcIIIAcCl3
90Торий / ThoriumThII, III, IVThO2, ThF4 
91Проактиний / ProtactiniumPaIV, VPaCl5,  PaF4
92Уран / UraniumUIII, IVUF4, UO3
93НептунийNpIII — VINpF6, NpCl4 
94ПлутонийPuII, III, IV PuO2, PuF3, PuF4 
95АмерицийAmIII — VI AmF3, AmO2 
96КюрийCmIII, IV CmO2, Cm2O3
97БерклийBkIII, IVBkF3, BkO2 
98КалифорнийCf II, III, IVCf2O3 
99ЭйнштейнийEs II, III EsF3 
100ФермийFmII, III— 
101МенделевийMdII, III 
102НобелийNoII, III
103ЛоуренсийLrIII
НомерЭлемент СимволВалентность химических элементов Пример

Источник: https://infotables.ru/khimiya/1071-valentnost-khimicheskikh-elementov

Валентность железа. Какая валентность у железа?

Почему валентность железа равна 3. Валентность. Определение валентности. Элементы с постоянной валентностью

Трудно переоценить роль железа для человеческого организма, ведь именно оно способствует «творению» крови, его содержание влияет на уровень гемоглобина и миоглобина, железо нормализует работу ферментной системы. Но что это за элемент с точки зрения химии? Какая валентность железа? Об этом будет рассказано в данной статье.

Немного истории

Человечество знало об этом химическом элементе и даже владело изделиями из него еще в IV веке до нашей эры. Это были народы Древнего Египта и Шумеры. Именно они первые начали изготавливать украшения, оружие из сплава железа и никеля, которые были найдены при археологических раскопках и тщательно исследованы химиками.

Немного позже, племена арийцев, переселившиеся в Азию, научилось добывать твердое железо из руды. Оно было настолько ценным для людей того времени, что изделия покрывали золотом!

Характеристика железа

Железо (Fe) стоит на четвертом месте по содержанию его в недрах земной коры. Оно занимает место в 7 группе 4 периода и имеет номер 26 в химической таблице элементов Менделеева. Валентность железа имеет прямую зависимость от своего положения в таблице. Но об этом позже.

Данный металл наиболее всего распространен в природе в виде руды, встречается в воде как минерал, а также в различных соединениях.

Наибольшее количество запасов железа в виде руды, находится в России, Австралии, Украине, Бразилии, США, Индии, Канаде.

Физические свойства

Прежде чем переходить к валентности железа, необходимо подробнее рассмотреть его физические свойства, так сказать, приглядеться к нему поближе.

Этот металл имеет серебристый цвет, достаточно пластичный, но способен к увеличению твердости путем его взаимодействия с другими элементами (например, с углеродом). Также он обладает магнитными свойствами.

Во влажной среде железо может корродировать, то есть ржаветь. Хотя абсолютно чистый металл устойчивее к влаге, но если в нем есть примеси, именно они провоцируют коррозию.

Железо хорошо взаимодействует с кислотной средой, даже может образовывать соли железной кислоты (при условии сильного окислителя).

В воздушной среде быстро покрывается оксидной пленкой, которая защищает его от взаимодействий.

Химические свойства

Также этот элемент обладает рядом химических свойств. Железо, как и остальные элементы таблицы Менделеева, имеет заряд атомного ядра, который соответствует порядковому номеру +26. А возле ядра вращается 26 электронов.

А вообще, если рассматривать свойства железа – химического элемента, то он является металлом с невысокой активной способностью.

Взаимодействуя с окислителями более слабыми, железо образует соединения, где оно двухвалентно (то есть его степень окисления +2). А если с сильными окислителями, то степень окисления железа достигает +3 (то есть валентность его становится равной 3).

При взаимодействии с химическими элементами, которые не являются металлами, Fe выступает по отношению к ним восстановителем, при этом степень окисления его становиться, кроме +2 и +3, даже +4, +5, +6. Такие соединения имеют очень сильные окислительные свойства.

Как уже отмечалось выше, железо в воздушной среде покрывается оксидной пленкой. А при нагревании скорость реакции повышается и может образоваться оксид железа с валентностью 2 (температура менее 570 градусов по Цельсию) или оксид с валентностью 3 (температурный показатель более 570 градусов).

Взаимодействие Fe с галогенами, приводит к образованию солей. Элементы фтор и хлор окисляют его до +3. Бром же – до +2 или +3 (все зависит от того, какие условия осуществления химического превращения при взаимодействии с железом).

Вступая во взаимодействия с йодом, элемент окисляется до +2.

Нагревая железо и серу, получается сульфид железа с валентностью 2.

Если феррум расплавить и соединить его с углеродом, фосфором, кремнием, бором, азотом, то получатся соединения называемые сплавами.

Железо является металлом, поэтому оно вступает во взаимодействие и с кислотами (об этом кратко также говорилось чуть выше). Например, кислоты серная и азотная, имеющие высокую концентрацию, в среде с пониженной температурой, на железо не оказывают воздействия. Но стоит ей повысится, как происходит реакция, в результате которой железо окисляется до +3.

Чем выше концентрация кислоты, тем большую температуру необходимо дать.

Нагревая 2-х валентное железо в воде, получим его оксид и водород.

Также Fe обладает способностью вытеснять из водных растворов солей металлы, которые имеют пониженную активность. При этом он окисляется до +2.

При повышении температуры, железо восстанавливает металлы из оксидов.

Что такое валентность

Уже в предыдущем разделе немного встречалось понятие валентности, а также степени окисления. Пришло время рассмотреть валентность железа.

Но для начала необходимо понять, что это вообще за такое свойство химических элементов.

Химические вещества почти всегда постоянны в своем составе. Например, в формуле воды Н2О – 1 атом кислорода и 2 атома водорода.

То же самое и с другими соединениями, в которых задействованы два химических элемента, один из которых водород: к 1 атому химического элемента может добавиться 1-4 атома водорода.

Но никак не наоборот! А потому, видно, что водород присоединяет к себе всего 1 атом другого вещества. И именно это явление называют валентностью – способностью атомов химического элемента присоединять конкретное количество атомов других элементов.

Значение валентности и графическая формула

Есть элементы таблицы Менделеева, которые обладают постоянной валентностью – это кислород и водород.

А есть такие химические элементы, у которых она изменяется. Например, железо чаще 2-х и 3-х валентно, сера 2, 4, 6-ти, углерод 2 и 4-х. Это элементы с переменной валентностью.

Далее, понимая, что такое валентность, можно правильно написать графическую формулу соединений. Она отображает последовательность соединения атомов в молекуле.

Также, зная валентность одного из элементов в соединении, можно определить валентность другого.

Валентность железа

Как было отмечено, железо относится к элементам с переменной валентностью. И она может колебаться не только между показателями 2 и 3, но и достигать 4, 5 и даже 6.

Конечно, более подробно изучает валентность железа неорганическая химия. Рассмотрим этот механизм кратко на уровне простейших частиц.

Железо является д-элементом, к которому причисляется еще 31 элемент таблицы Менделеева (это 4-7 периоды). С возрастанием порядкового номера, свойства д-элементов приобретают небольшие изменения. Атомный радиус у этих веществ также медленно возрастает. Они обладают переменной валентностью, которая зависит от того, что предвнешний д-электронный подуровень является незавершенным.

Потому для железа валентными есть не только с-электроны, находящиеся во внешнем слое, но и неспаренные 3д-электроны предвнешнего слоя.

И, как следствие, валентность Fe в химических соединениях может равнятся 2, 3, 4, 5, 6. В основном, она равна 2 и 3 – это более устойчивые соединения железа с другими веществами.

В менее устойчивых – он проявляет валентность 4, 5, 6. Но, такие соединения встречаются реже.

Двухвалентный феррум

При взаимодействии 2 валентного железа с водой получается оксид железа (2). Такое соединение обладает черным цветом. Достаточно легко взаимодействует с соляной (малой концентрации) и азотной (высокой концентрации) кислотами.

Если такому оксиду 2-х валентного железа провзаимодействовать или с водородом (температура 350 градусов по Цельсию), или с углеродом (коксом) при 1000 градусов, то оно восстанавливается до чистого состояния.

Добывают оксид железа 2-х валентного такими способами:

  • через соединение оксида 3-х валентного железа с угарным газом;
  • при нагревании чистого Fe, при этом низкое давление кислорода;
  • при раскладывании оксалата 2-х валентного железа в вакуумной среде;
  • при взаимодействии чистого железа с его оксидами, температура при этом 900-1000 градусов по Цельсию.

Что касается природной среды, то оксид железа 2-х валентного, присутствует в виде минерала вюстита.

Есть еще способ, как в растворе определить валентность железа – в данном случае, имеющего ее показатель 2. Необходимо провести реакции с красной солью (гексацианоферрат калия) и с щелочью.

В первом случае наблюдается получение осадка темно-синего цвета – комплексной соли железа 2-х валентного.

Во втором – получение темного серо-зеленого осадка – гидроксида железа также 2-х валентного, в то время, как гидроксид железа 3-х валентного имеет цвет в растворе темно-бурый.

Трехвалентное железо

Оксид 3-х валентного феррума имеет порошкообразную структуру, цвет которой красно-коричневый. Имеет также наименования: окись железа, железный сурик, красный пигмент, пищевой краситель, крокус.

В природе это вещество встречается в виде минерала – гематита.

Оксид такого железа с водой уже не взаимодействует. Но соединяется с кислотами и щелочами.

Применяется оксид железа (3) для окрашивания материалов, применяемых в строительстве:

  • кирпичей;
  • цемента;
  • керамических изделий;
  • бетона;
  • тротуарной плитки;
  • напольных покрытий (линолеум).

Железо в организме человека

Как отмечалось в начале статьи, вещество железо является важной составляющей человеческого организма.

Когда этого элемента является недостаточно, то могут возникнуть следующие последствия:

  • повышенная усталость и чувствительность к холоду;
  • сухость кожи;
  • снижение мозговой деятельности;
  • ухудшение прочности ногтевой пластины;
  • головокружение;
  • проблемы с пищеварением;
  • седина и выпадение волос.

Накапливается железо, как правило, в селезенке и печени, а также почках и поджелудочной железе.

В рационе человека должны быть продукты, содержащие железо:

  • говяжья печень;
  • гречневая каша;
  • арахис;
  • фисташки;
  • зеленый горошек консервированный;
  • сушенные белые грибы;
  • куриные яйца;
  • шпинат;
  • кизил;
  • яблоки;
  • груши;
  • персики;
  • свекла;
  • морепродукты.

Недостаток железа в крови, приводит к снижению гемоглобина и развитию такого заболевания, как железодефицитная анемия.

Источник: https://FB.ru/article/339377/valentnost-jeleza-kakaya-valentnost-u-jeleza

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий