Demir oksit yapı, özellikleri, adlandırılması, kullanımları

bir demir oksit demir ve oksijen arasında oluşan bileşiklerden biridir. İyonik ve kristalimsi olmaları ile karakterize edilirler ve zeminleri, bitkisel kütleyi ve hatta canlı organizmaların içini oluşturan minerallerinin aşınmasının dağınık ürünüdürler..

O zaman yer kabuğunda baskın olan bileşiklerin ailelerinden biridir. Tam olarak ne? On altı demir oksidin bugüne kadar bilinmektedir, çoğu doğal kökenlidir ve diğerleri aşırı basınç veya sıcaklık koşulları altında sentezlenir..

Üst resimde, ferrik oksit tozunun bir kısmı gösterilmektedir. Karakteristik kırmızı rengi pas olarak bilinen bir çok mimari elemanın ütüsünü kapsar. Ayrıca, goethitin sarı tozu (α-FeOOH) gibi diğer minerallerle karıştırılan yamaçlarda, dağlarda veya topraklarda gözlenir..

En çok bilinen demir oksitler hematittir (α-Fe₂Ey₃) ve maghemite (Faith- İnanç)₂Ey₃) ferrik oksidin her iki polimorfu; ve en az değil, manyetit (İnanç₃Ey₄). Polimorfik yapıları ve geniş yüzey alanları, onları sorbentler gibi ilginç malzemeler veya geniş uygulamalarla nanopartiküllerin sentezi için yapar.

indeks

• 1 yapı
  • 1.1 Polimorfizm
  • 1.2 Yapısal bağlantılar
• 2 Özellikler
• 3 İsimlendirme
  • 3.1 Sistematik isimlendirme
  • 3.2 Hisse senedi isimlendirme
  • 3.3 Geleneksel isimlendirme
• 4 Kullanım
  • 4.1 Nanopartiküller
  • 4.2 Pigmentler
• 5 Kaynakça

yapı

Üstteki görüntü, demirin +2 değerine sahip olduğu demir oksitlerden biri olan FeO'nun kristalli yapısının bir gösterimidir. Kırmızı küreler anyonlara O karşılık gelir.^2-, sarı olanlar Fe katyonlarına²⁺. Ayrıca her İnanç'a dikkat edin.²⁺ altı O ile çevrilidir^2-, bir oktahedral koordinasyon birimi oluşturmak.

Bu nedenle, FeO'nun yapısı FeO birimlerine “parçalanabilir”₆, merkez atomun İman olduğu yer²⁺. Oksihidroksit veya hidroksit durumunda, oktahedral birim FeO'dur.₃(OH)₃.

Oktahedron yerine bazı yapılarda tetrahedral üniteler, FeO₄. Bu nedenle demir oksitlerin yapıları genellikle oktahedronlarla veya demir merkezleriyle tetrahedralarla temsil edilir..

Demir oksit yapıları, basınç veya sıcaklık koşullarına, Fe / O oranına (yani, demir başına kaç oksijenin bulunduğunu) ve demirin değerine (+2, +3 ve nadiren sentetik oksitlerde, +4).

Genel olarak, hacimli anyonlar O^2- delikleri Fe katyonlarını barındıran tabakalar oluşturacak şekilde hizalanırlar²⁺ o İnanç³⁺. Dolayısıyla, her iki değerde de ütülere sahip olan oksitler (mıknatıs gibi) vardır..

polimorfizmi

Ütelerin oksitleri polimorfizm, yani aynı bileşik için farklı yapılar veya kristal düzenlemeleri sunar. Ferrik oksit, Fe₂Ey₃, Dört taneye kadar polimorf vardır. Hematit, α-Fe₂Ey₃, hepsinden en istikrarlı olanıdır; majemit, onu takip eden₂Ey₃, ve sentetik β-Fe için₂Ey₃ ve ε- İnanç₂Ey₃.

Hepsinin kendine ait yapıları ve kristal sistemleri var. Ancak, 2: 3 oranı sabit kaldığından üç anyon O vardır^2- her iki Fe katılımı için³⁺. Aradaki fark, oktahedral FeO birimlerinin konumlandırılmasında yatmaktadır.₆ uzayda ve nasıl bir araya geliyorsun.

Yapısal bağlantılar

Octahedral FeO birimleri₆ üstün görüntü yardımı ile görselleştirilebilirler. O, oktahedronun köşelerinde^2-, merkezinde iken İnanç²⁺ o İnanç³⁺(İnanç davası için₂Ey₃). Bu oktahedraların uzayda düzenlenme şekli oksidin yapısını ortaya çıkarır.

Bununla birlikte, aynı zamanda nasıl bağlantı kurduğunu da etkiler. Örneğin, iki oktahedron, bir oksijen köprüsü ile temsil edilen iki köşesine dokunarak birleştirilebilir: Fe-O-Fe. Benzer şekilde, oktahedra (birbirlerine bitişik) kenarlarından birleştirilebilir. Daha sonra iki oksijen köprüsüyle temsil edilirdi: Fe- (O)₂-inanç.

Ve son olarak, oktahedra yüzlerinden etkileşime girebilir. Böylece, gösterim şimdi üç oksijen köprüsüyle olacaktı: Fe- (O)₃-Fe. Oktahedronların bağlanma şekli, nükleer madde Fe-Fe mesafelerini ve dolayısıyla oksidin fiziksel özelliklerini değiştirir..

özellikleri

Bir demir oksit, manyetik özelliklere sahip bir bileşiktir. Bunlar anti, ferro veya ferrimagnetic olabilir ve Fe değerlerine ve katyonların katı içinde nasıl etkileşime girdiğine bağlıdır..

Katıların yapıları çok çeşitli olduğu için fiziksel ve kimyasal özellikleri de.

Örneğin, Fe polimorfları ve hidratları₂Ey₃ farklı erime noktalarına (1200 ila 1600ºC arasında değişen) ve yoğunluklara sahiptirler. Bununla birlikte, ortak Fe nedeniyle düşük çözünürlük³⁺, aynı moleküler kütle kahverengidir ve az miktarda asit çözeltilerinde çözülür.

terminoloji

IUPAC, bir demir oksiti adlandırmanın üç yolunu belirler. Üçü de, karmaşık oksitler (Fe gibi₇Ey₉sistematik basitliği için diğerlerini yönetir.

Sistematik isimlendirme

Oksijen ve demir sayıları, Yunanca sayısal önekleri mono-, di-, tri- vs. olarak adlandırılarak dikkate alınır. Bu terminolojiye göre İman₂Ey₃ denir: trioksidi diDemir. Ve İman için₇Ey₉ adı şöyle olurdu: heptahierro nonaoksit.

Stok terminolojisi

Bu demirin değerini göz önüne alır. Eğer İnanç hakkındaysa²⁺, demir oksit yazılıdır ... parantez içine alınmış Romen rakamları ile değeri. İnanç için₂Ey₃ adı: demir oksit (III).

İnanç olduğuna dikkat edin.³⁺ cebirsel toplamlar tarafından belirlenebilir. Eğer o^2- iki negatif suçlama var ve bunlardan üçü, -6 ekle. Bunu -6 etkisizleştirmek için +6'ya ihtiyacımız var, ancak iki Fe var, bu yüzden ikiye bölünmeleri gerekir, + 6/2 = +3:

2X (metal değerlik) + 3 (-2) = 0

Sadece X'i temizleyerek oksit içindeki Fe değerine sahip olursunuz. Fakat eğer X bir tam sayı değilse (hemen hemen tüm diğer oksitlerde olduğu gibi), o zaman bir Fe karışımı olur.²⁺ ve inanç³⁺.

Geleneksel isimlendirme

Fe değeri +3 olduğunda -ico soneki ön eke verilir ve değeri 2+ olduğunda -oso. Böylece, İman₂Ey₃ Adı: Ferrik Oksit.

uygulamaları

nanopartiküller

Demir oksitler, çok küçük kristallerin oluşmasına izin veren, ancak geniş bir yüzey alanına sahip, ortak bir yüksek kristalleşme enerjisine sahiptir..

Bu sebeple, nanoteknoloji alanlarında, özellikle nanoparçacıkları (NP'ler) özel amaçlar için tasarlayıp sentezledikleri alanlara ilgi duyuyorlar:

-Katalizörler olarak.

-Vücuttaki ilaçların veya genlerin rezervuarı olarak

-Farklı biyomoleküller için duyusal yüzeylerin tasarımında: proteinler, şekerler, yağlar

-Manyetik verileri saklamak için

pigmentler

Bazı oksitler çok kararlı olduklarından, tekstil ürünlerinin boyanmasına veya herhangi bir malzemenin yüzeyine parlak renkler verilmesine hizmet ederler. Zemin mozaiklerinden; kırmızı, sarı ve turuncu resimler (hatta yeşil); seramik, plastik, deri ve hatta mimari eserler.

referanslar

1. Dartmouth Koleji Mütevelli Heyeti. (18 Mart 2004). Demir Oksitlerin Stokiyometrisi. Alındığı kaynak: dartmouth.edu
2. Ryosuke Sinmyo ve diğ. (8 Eylül 2016). İnanç Keşfi₇Ey₉: karmaşık bir monoklinik yapıya sahip yeni bir demir oksit. Alınan kaynak: nature.com
3. M. Cornell, U. Schwertmann. Demir Oksitler: Yapısı, Özellikleri, Reaksiyonları, Oluşumları ve Kullanımları. [PDF]. WileyVCH. Alındığı kaynak: epsc511.wustl.edu
4. Alice Bu. (2018). Demir Oksit Nanopartiküller, Özellikleri ve Uygulamaları. Alındığı kaynak: sigmaaldrich.com
5. Ali, A., Zafar, H., Zia, M., ul Haq, I., Phull, A.R., Ali, J.S., ve Hussain, A. (2016). Demir oksit nanopartiküllerinin sentezi, karakterizasyonu, uygulamaları ve zorlukları. Nanoteknoloji, Bilim ve Uygulamalar, 9, 49-67. http://doi.org/10.2147/NSA.S99986
6. Golchha Pigmentleri. (2009). Demir Oksitler: Uygulamalar. Alındığı kaynak: golchhapigments.com
7. Kimyasal formülasyon (2018). Demir oksit (II). Alındığı kaynak: formulacionquimica.com
8. Vikipedi. (2018). Demir (III) oksit. Alındığı kaynak: https://en.wikipedia.org/wiki/Iron(III)_oxide