Порядок заполнения оболочек атома железа (Fe) электронами: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p.
На подуровне ‘s’ может находиться до 2 электронов, на ‘s’ — до 6, на ‘d’ — до 10 и на ‘f’ до 14
Железо имеет 26 электронов, заполним электронные оболочки в описанном выше порядке:
2 электрона на 1s-подуровне
2 электрона на 2s-подуровне
6 электронов на 2p-подуровне
2 электрона на 3s-подуровне
6 электронов на 3p-подуровне
2 электрона на 4s-подуровне
6 электронов на 3d-подуровне
Степень окисления железа
Атомы железа в соединениях имеют степени окисления 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2.
Степень окисления — это условный заряд атома в соединении: связь в молекуле между атомами основана на разделении электронов, таким образом, если у атома виртуально увеличивается заряд, то степень окисления отрицательная (электроны несут отрицательный заряд), если заряд уменьшается, то степень окисления положительная.
Строение атома. Как составить электронную и электронно-графическую формулы?
Fe (железо) — элемент с прядковым номером 26 в периодической системе. Находится в IV периоде. Температура плавления: 1535 ℃. Плотность: 7.87 г/см 3 .
Электронная формула атома железа в порядке возрастания энергий орбиталей:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6
Электронная формула атома железа в порядке следования уровней:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
Сокращенная электронная конфигурация Fe:
[Ar] 3d 6 4s 2
Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме Fe
1-й уровень (K): 2
2-й уровень (L): 8
3-й уровень (M): 14
4-й уровень (N): 2
Валентные электроны железа
Количество валентных электронов в атоме железа — 8.
Ниже приведены их квантовые числа (N — главное, L — орбитальное, M — магнитное, S — спин)
Железо — это d- элемент VIII группы; порядковый номер – 26; атомная масса Ar(Fe) = 56; состав атома: 26-протонов; 30 – нейтронов; 26 – электронов.
Схема строения атома:
Электронная формула: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
Металл средней активности, восстановитель:
Fe 0 -2e — →Fe +2 , окисляется восстановитель
Fe 0 -3e — →Fe +3 , окисляется восстановитель
Основные степени окисления: +2, +3
II. Распространённость железа
Железо – один из самых распространенных элементов в природе . В земной коре его массовая доля составляет 5,1%, по этому показателю оно уступает только кислороду, кремнию и алюминию . Много железа находится и в небесных телах, что установлено по данным спектрального анализа. В образцах лунного грунта, которые доставила автоматическая станция “Луна”, обнаружено железо в не окисленном состоянии.
СТРОЕНИЕ АТОМА ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии — INTENSIV
Железные руды довольно широко распространены на Земле. Названия гор на Урале говорят сами за себя: Высокая, Магнитная, Железная. Агрохимики в почвах находят соединения железа.
Основными железными рудами являются :
магнетит (магнитный железняк) – Fe 3 O 4 содержит 72% железа, месторождения встречаются на Южном Урале, Курской магнитной аномалии:
гематит (железный блеск, кровавик)– Fe 2 O 3 содержит до 65% железа, такие месторождения встречаются в Криворожском районе:
лимонит (бурый железняк) – Fe 2 O 3 ‧nH 2 O содержит до 60% железа, месторождения встречаются в Крыму:
пирит (серный колчедан, железный колчедан, кошачье золото) – FeS 2 содержит примерно 47% железа, месторождения встречаются на Урале.
III. Роль железа в жизни человека и растений
Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к субстрату – и они приобретают зеленый цвет. Больше того, стоит белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, и вскоре смазанное место зеленеет.
Так от одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях – весело зеленеют листья растений и ярко румянятся щеки человека.
IV. Физические свойства железа
Железо – это серебристо-белый металл с температурой плавления 1539 о С. Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться, поэтому применяется в качестве сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и аппаратах. Ему можно придать большую прочность и твердость методами термического и механического воздействия, например, с помощью закалки и прокатки.
Различают химически чистое и технически чистое железо. Технически чистое железо, по сути, представляет собой низкоуглеродистую сталь, оно содержит 0,02-0,04% углерода, а кислорода, серы, азота и фосфора – еще меньше. Химически чистое железо содержит менее 0,01% примесей. Химически чистое железо – серебристо-серый, блестящий, по внешнему виду очень похожий на платину металл.
Химически чистое железо устойчиво к коррозии и хорошо сопротивляется действию кислот. Однако ничтожные доли примесей лишают его этих драгоценный свойств.
V. Получение железа
Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II), а также водородом:
VI. Химические свойства железа
Как элемент побочной подгруппы железо может проявлять несколько степеней окисления. Мы рассмотрим только соединения, в которых железо проявляет степени окисления +2 и +3. Таким образом, можно говорить, что у железа имеется два ряда соединений, в которых оно двух- и трехвалентно.
1) На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):
2) Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III) — вещество чёрного цвета:
При пропускании кислорода через расплавленное железо возможно образование оксида железа (II):
3) При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:
4) Железо реагирует с неметаллами при нагревании:
Железо реагирует с галогенами с образованием галогенидов . При этом активные неметаллы (фтор, хлор и бром) окисляют железо до степени окисления +3:
Менее активный йод окисляет железо до степени окисления +2:
Железо реагирует с серой с образованием сульфида железа (II):
Железо реагирует с фосфором. При этом образуется бинарное соединения – фосфид железа:
С азотом железо реагирует при нагревании с образованием нитрида :
Железо реагирует с углеродом и кремнием с образованием карбида и силицида :
3Fe + C = t = Fe 3 C
5) Железо легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах при обычных условиях:
6) В концентрированных кислотах – окислителях железо растворяется только при нагревании
При обычных условиях железо не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат железа (III) и вода:
Железо не реагирует при обычных условиях с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации . При нагревании реакция идет с образованием нитрата железа (III), оксида азота (IV) и воды:
С разбавленной азотной кислотой железо реагирует с образованием оксида азота (II):
При взаимодействии железа с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:
7) Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.
8) Железо может реагировать с щелочными растворами или расплавами сильных окислителей. При этом железо окисляет до степени окисления +6, образуя соль (феррат)
При взаимодействии железа с расплавом нитрата калия в присутствии гидроксида калия железо окисляется до феррата калия, а азот восстанавливается либо до нитрита калия, либо до аммиака:
9) Простое вещество железо восстанавливает железо до степени окисления +2 при взаимодействии с соединениями железа +3:
VII. Качественные реакции на
VIII. Применение железа
Основная часть получаемого в мире железа используется для получения чугуна и стали — сплавов железа с углеродом и другими металлами. Чугуны содержат около 4% углерода. Стали содержат углерода менее 1,4%.
Чугуны необходимы для производства различных отливок — станин тяжелых машин и т.п.
Стали используются для изготовления машин, различных строительных материалов, балок, листов, проката, рельсов, инструмента и множества других изделий. Для производства различных сортов сталей применяют так называемые легирующие добавки, которыми служат различные металлы: Мn, Сr, Мо и другие, улучшающие качество стали.
Электронное строение нейтрального атома железа в основном состоянии.
Схема строения электронных оболочек
Распределение электронов по энергетическим уровням (или по электронным слоям) в атоме железа.
Электронно-графическая схема
Распределение электронов по атомным орбиталям в атоме железа.
| 4 | ↑↓ | ||||||||
| 3 | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | ↑ | ↑ | ↑ | ↑ |
| 2 | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | |||||
| 1 | ↑↓ | ||||||||
| s | p | d | |||||||
Валентные орбитали атома железа выделены фиолетовым цветом.
Электронная конфигурация
Полная электронная конфигурация атома железа.
26Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
Сокращённая электронная конфигурация атома железа.
26Fe [Ar] 3d 6 4s 2
Квантовые числа валентных электронов
Главное (n), орбитальное (l), магнитное (m) и спиновое (s) квантовые числа валентных электронов атома железа.
- Реформы мэйдзи кратко 9 класс история
- Корабль дураков описание картины кратко
- Windows 95 особенности кратко
- Искусство древнего вавилона кратко
- Воровский о горьком кратко
Источник: obrazovanie-gid.ru
Железо: строение атома, схема и примеры. Электронное строение атома железа
Рассмотрим электронное строение атома железа, а также его расположение в таблице Менделеева. Выявим основные физические и химические свойства данного элемента, области использования.
Положение в ПС
Железо является д-элементом 8 группы (побочной подгруппы). Имеет 26 порядковый номер, относительную атомную массу — 56, в его атоме содержится 26 протонов, 26 электронов, а также 30 нейтронов. Данный металл имеет среднюю химическую активность, проявляет восстановительные свойства. Характерные степени окисления: +2, +3.
Особенности строения атома
Что собой представляет электронная схема строения атома железа? Если рассматривать распределение электронов по энергетическим уровням, получим следующий вариант:
2е; 8е; 14 е; 2е. Такое строение электронной оболочки атома железа свидетельствует о его расположении в побочной подгруппе, подтверждает принадлежность к д-семейству элементов.
Нахождение в природе
В магнитном железняке содержится около семидесяти двух процентов металла. Основные месторождения магнетита располагаются в Курской магнитной аномалии, а также на Южном Урале. В кровавике процентное количество железа достигает 65 процентов. Гематит был обнаружен в Криворожском районе.
Значение для растений и животных
Какую роль в живых организмах выполняет железо? Строение атома поясняет его восстановительные свойства. Данный химический элемент входит в состав гемоглобина, придавая ему характерную красную окраску. Около трех граммов чистого железа, большая часть которого включена в гемоглобин, обнаружена в организме взрослого человека. Основным предназначением является перенос к тканям из легких активного кислорода, а также вывод образующегося углекислого газа.
Необходим этот металл и растениям. Входя в состав цитоплазмы, он принимает активное участие в процессах фотосинтеза. Если в растении недостаточно железа, его листья имеют белую окраску. При минимальных подкормках солями железа листья растений приобретают зеленый цвет.
Физические свойства
Особенности строения атома железа
Занимайся дополнительно с куратором, чтобы получить на экзамене максимальные баллы!
- Онлайн-занятие по 60 минут 1 раз в неделю
- Еженедельное д/з
- Проверка д/з и тестов
- Ежемесячное тестирование в формате реального экзамена
- Поддержка и ответы на вопросы 24/7
Стоимость: 1590 ₽ в месяц
Срок проведения акции:
до 31 мая 2022 года
Единоразовая оплата курсов. Доступ сохраняется до 30 июня 2023 года.
“Кураторство” от создателей курса
В 2018-2019 учебном году у тебя есть возможность заниматься лично с создателими курса в общих чатах!
Чаты в ВК строго до 8 человек, где ты общаешься с единомышленниками, которые сдают тот же предмет, что и ты.
Но самое главное — всю твою работу курирует лучшие преподаватели центра “Годограф”. Все вопросы от первого до последнего номера ЕГЭ или ОГЭ будут разобраны максимально подробно.
Куратор будет проверять 2 часть ЕГЭ/ОГЭ, которую платформа проверить не может. В итоге, у тебя есть все шансы написать экзамен на максимальный балл!
Доступно по подписке
Подготовка к поступлению в
вуз мечты может начаться сейчас!
90% упустят возможность, считая что сейчас нет времени на прохождение курса. Но разве есть дело важнее, чем поступление в институт?
Предложение для 10%
- Более 500 видео с теорией от лучших преподавателей Годографа
- Лучшие способы подготовки к экзаменам от основателя центра
- Более 700 видео с теорией от лучших преподавателей Годографа
- Более 500 видео с разбором заданий ЕГЭ 2019
- Набор тестов ЕГЭ 2019 под каждым видео с практикой
- Набор техник, позволяющий делать прорыв в баллах ЕГЭ в каждом предмете
- Более 600 видео с теорией от лучших преподавателей Годографа
- Более 400 видео с разбором заданий ОГЭ 2019
- Набор тестов ОГЭ 2019 под каждым видео с практикой
- Набор техник, позволяющий гарантированно получить 5 за ОГЭ
Источник: 80-ballov.ru