26 Тема

Все элементы группы 8 содержат 8 электронов на своих валентных оболочках.

Желе́зо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26.

Металлическое железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро коррозирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе. Металлическое железо на холодe быстро реагирует с кислотами-«неокислителями», образуя соли железа(II). В холодных концентрированных серной и азотной кислотах металл пассивируется, что позволяет транспортировать концентрированную серную кислоту в железных цистернах. В разбавленной азотной кислоте образуется нитрат железа(III): Fe + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O При температуре 600° С железо окисляется водой: 3Fe + 4H₂O   (Fe^II,Fe^III₂)О4 + 4H₂ При более высокой температуре равновесие смещается влево. Под действием атмосферной влаги и воздуха железо коррозирует (ржавеет): 4Fe + 2H₂O + 3O₂ = 4FeO(OH)

Физические свойства

Железо — типичный металл, в свободном состоянии — серебристо-белого цвета с сероватым оттенком. Чистый металл пластичен, различные примеси (в частности —углерод) повышают его твёрдость и хрупкость. Обладает ярко выраженными магнитными свойствами.

Химические свойства

Для железа характерны степени окисления железа — +2 и +3. Степени окисления +2 соответствует чёрный оксид FeO и зелёный гидроксид Fe(OH)₂. Они имеют основный характер. В солях Fe(+2) присутствует в виде катиона. Fe(+2) — слабый восстановитель. Степени окисления +2 и +3 легко переходят между собой при изменении окислительно-восстановительных условий. Кроме того, существует оксид Fe₃O₄, формальная степень окисления железа в котором +8/3. Однако этот оксид можно также рассматривать как феррит железа (II) Fe⁺²(Fe⁺³O₂)₂. Также существует степень окисления +6. Соответствующего оксида и гидроксида в свободном виде не существует, но получены соли — ферраты (например, K₂FeO₄). Железо (+6) находится в них в виде аниона. Ферраты являются сильными окислителями.

Для железа характерен полиморфизм, он имеет четыре кристаллические модификации:

• до 769 °C существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика(такое вещество, которое, при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.) (769 °C ≈ 1043 K — точка Кюри для железа);

• в температурном интервале 769—917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмноцентрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика;

• в температурном интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой;

• выше 1394 °C устойчиво δ-Fe с объёмоцентрированной кубической решёткой.

Природные соединения железа

Существует силикат железа - соль железа и кремниевой кислоты. Это соединение присутствует в составе мантии Земли, например. Смешанный силикат железа-алюминия - минерал альмандин.  Ферросилиций - это сплав. Если сплав считать химическим соединением, то это ещё один вариант соединения железа с кремнием. Железо входит в состав большинства горных пород(самые распространенные: магнетит, гематит)

Соединения железа (II)

Соли железа (II) обладают светло-зелёным цветом. При их хранении, особенно во влажном воздухе, они коричневеют за счёт окисления до железа (III). Такой же процесс протекает при хранении водных растворов солей железа(II):

Реактивом на ионы Fe²⁺ в растворе может служить гексацианоферрат(III) калия K₃[Fe(CN)₆] (красная кровяная соль).

Оксид железа (II) 

Монооксид железа получают прокаливанием карбоната или оксалата железа(II) в инертной атмосфере: Fe(C2O4) = FeO + CO2 + CO. Это темноокрашенное твердое, тугоплавкое вещество. С водой монооксид железа не взаимодействует, но легко реагирует с кислотами: FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O

Гидрокси́д желе́за(II) — неорганическое вещество с формулой Fe(OH)₂, соединение железа. Амфотерный гидроксид с преобладанием осно́вных свойств Белый гидроксид железа(II) Fe(OH)₂ образуется при действии растворов щелочей на водные растворы солей железа. На воздухе он быстро темнеет в результате окисления: 4Fe(OH)₂ + O₂ = 4FeO(OH) + H₂O

Соли двухвалентного железа могут быть получены растворением металлического железа, гидроксида, карбоната или сульфида железа (II) в разбавленных кислотах без доступа воздуха: Fe+2НСl=FeCl2+Н2О Соли железа (II) гидролизуются незначительно: Fe2++Н2ОFe(OH)++Н+ Среди солей железа (II) наибольшее значение имеет железный купорос FeSO4•7Н2О, в состав которого входит семь молекул кристаллизационной воды. Железный купорос хорошо растворяется в воде

Соль Мо́ра — неорганическое соединение, двойная сернокислая соль железа и аммония.

Химическая формула: FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O.

Карбонат железа(II) — неорганическое соединение, соль металла железа и угольной кислоты с формулой FeCO₃, белые кристаллы, не растворяется в воде, образует кристаллогидрат.

Гидрокарбонат железа Fe(HCO3)2 (больше ничего не нашла)

Ферроцен, дициклопентадиенилжелезо, (C₂H₅)₂Fe, оранжевые кристаллы, хорошо растворимые в органических растворителях, 

Ферроцен используется в нефтяной промышленности в качестве антидетонатора. Применяется как термостабилизатор полиэтилена и диеновых каучуков (например, бутадиеновых); используется в синтезе некоторых медицинских препаратов.