EEN ijzeroxide Het is een van de verbindingen die worden gevormd tussen ijzer en zuurstof. Ze worden gekenmerkt doordat ze ionisch en kristallijn zijn, en liggen verspreid als gevolg van de erosie van hun mineralen, die de bodems, de plantenmassa en zelfs het inwendige van levende organismen vormen..
Het is dan een van de families van verbindingen die overheersen in de aardkorst. Wat zijn dat precies? Tot op heden zijn zestien ijzeroxiden bekend, de meeste van natuurlijke oorsprong en andere gesynthetiseerd onder extreme druk- of temperatuuromstandigheden..
Een deel van poedervormig ijzeroxide wordt getoond in de bovenstaande afbeelding. Zijn karakteristieke rode kleur bedekt het ijzer van verschillende architectonische elementen in wat bekend staat als roest. Evenzo wordt het waargenomen op hellingen, bergen of bodems, gemengd met vele andere mineralen, zoals het gele poeder van goethiet (α-FeOOH).
De bekendste ijzeroxiden zijn hematiet (α-FetweeOF3) en maghemiet (ϒ- FetweeOF3), beide polymorfen van ijzeroxide; en niet in de laatste plaats magnetiet (Fe3OF4Hun polymorfe structuren en hun grote oppervlak maken ze tot interessante materialen als sorptiemiddelen, of voor de synthese van nanodeeltjes met brede toepassingen..
Artikel index
De bovenste afbeelding is een weergave van de kristalstructuur van FeO, een van de ijzeroxiden waar ijzer een valentie van +2 heeft. De rode bollen komen overeen met de anionen Otwee-, terwijl de gele naar de Fe kationentwee+. Merk ook op dat elk gelooftwee+ is omgeven door zes O'stwee-, het vormen van een octaëdrische coördinatie-eenheid.
Daarom kan de structuur van FeO worden "verkruimeld" tot eenheden FeO.6, waar het centrale atoom Fe istwee+. In het geval van oxyhydroxiden of hydroxiden is de octaëdrische eenheid FeO3(OH)3.
In sommige structuren zijn er in plaats van de octaëder tetraëdereenheden, FeO4. Om deze reden worden de structuren van ijzeroxiden meestal weergegeven met octaëders of tetraëders met ijzercentra..
De structuur van ijzeroxiden hangt af van de omstandigheden van druk of temperatuur, van de Fe / O-verhouding (dat wil zeggen hoeveel zuurstofatomen er zijn per ijzer en vice versa) en van de valentie van ijzer (+2, +3 en, zeer zelden in synthetische oxiden, +4).
In het algemeen zijn de omvangrijke anionen Otwee- zijn uitgelijnde vormplaten waarvan de gaten de Fe-kationen herbergentwee+ o Geloof3+. Er zijn dus oxiden (zoals magnetiet) die ijzers hebben met beide valenties.
IJzeroxiden vertonen polymorfisme, dat wil zeggen verschillende structuren of kristalarrangementen voor dezelfde verbinding. IJzeroxide, FetweeOF3, heeft maximaal vier mogelijke polymorfen. Hematiet, α-FetweeOF3, het is de meest stabiele van allemaal; gevolgd door de maghemiet, ϒ- FaithtweeOF3, en door het synthetische β-FetweeOF3 en ε- FetweeOF3.
Ze hebben allemaal hun eigen soorten kristalstructuren en systemen. De verhouding van 2: 3 blijft echter constant, dus er zijn drie anionen Otwee- voor elke twee Fe-kationen3+. Het verschil zit hem in de locatie van de FeO-octaëdrische eenheden.6 in de ruimte en hoe kom je samen.
Octaëdrische eenheden FeO6 kan worden bekeken met behulp van de afbeelding hierboven. Op de hoeken van de octaëder staan de Otwee-, terwijl in het midden het gelooftwee+ o Geloof3+(in het geval van FetweeOF3De manier waarop deze octaëders in de ruimte zijn gerangschikt, onthult de structuur van het oxide.
Ze hebben echter ook invloed op hoe ze met elkaar verbonden zijn. Twee octaëders kunnen bijvoorbeeld worden samengevoegd door twee van hun hoekpunten aan te raken, wat wordt weergegeven door een zuurstofbrug: Fe-O-Fe. Evenzo kunnen octaëders via hun randen (naast elkaar) samenkomen. Het zou dan worden weergegeven met twee zuurstofbruggen: Fe- (O)twee-Geloof.
En tot slot kunnen octaëders via hun gezichten communiceren. De weergave zou dus nu zijn met drie zuurstofbruggen: Fe- (O)3-Fe.De manier waarop de octaëders zijn verbonden, zou de internucleaire afstanden Fe-Fe variëren en daarom de fysische eigenschappen van het oxide.
Een ijzeroxide is een verbinding met magnetische eigenschappen. Deze kunnen anti-, ferro- of ferrimagnetisch zijn en zijn afhankelijk van de valenties van Fe en hoe de kationen in de vaste stof reageren..
Omdat de structuren van vaste stoffen zeer gevarieerd zijn, zijn hun fysische en chemische eigenschappen dat ook.
Bijvoorbeeld de polymorfen en hydraten van FetweeOF3 ze hebben verschillende waarden van smeltpunten (die variëren tussen 1200 en 1600 ° C) en dichtheden. Ze hebben echter de lage oplosbaarheid door Fe gemeen3+, dezelfde molecuulmassa, zijn bruin van kleur en lossen spaarzaam op in zure oplossingen.
De IUPAC stelt drie manieren vast om een ijzeroxide te noemen. Alle drie zijn erg handig, hoewel voor complexe oxiden (zoals Fe7OF9) de systematische regels over de anderen door zijn eenvoud.
Er wordt rekening gehouden met de aantallen zuurstof en ijzer door ze te benoemen met de Griekse voorvoegsels mono-, di-, tri-, etc. Volgens deze nomenclatuur is de FetweeOF3 is genaamd: trioxide van gafijzer. En voor het geloof7OF9 de naam zou zijn: niet-hepta-ijzeroxide.
Dit houdt rekening met de valentie van ijzer. Als het om geloof gaattwee+, ijzeroxide is geschreven ..., en de valentie ervan met Romeinse cijfers tussen haakjes. Voor het gelooftweeOF3 de naam is: ijzer (III) oxide.
Merk op dat de Fe3+ kan worden bepaald door algebraïsche sommen. Als de Otwee- Het heeft twee negatieve ladingen, en er zijn er drie, ze zijn opgeteld -6. Om deze -6 te neutraliseren, is +6 vereist, maar er zijn twee Fe, dus ze moeten door twee worden gedeeld, + 6/2 = +3:
2X (metaalvalentie) + 3 (-2) = 0
Door simpelweg X op te lossen, wordt de valentie van Fe in het oxide verkregen. Maar als X geen geheel getal is (zoals het geval is met bijna alle resterende oxiden), dan is er een mengsel van Fetwee+ en geloof3+.
Het achtervoegsel -ico wordt gegeven aan het voorvoegsel ferr- als Fe valentie +3 heeft, en -oso als de valentie 2+ is. Dus de FetweeOF3 het heet: ijzeroxide.
IJzeroxiden hebben een hoge kristallisatie-energie gemeen, waardoor zeer kleine kristallen kunnen worden gevormd, maar met een groot oppervlak..
Om deze reden zijn ze van groot belang op het gebied van nanotechnologie, waar ze oxide nanodeeltjes (NP's) ontwerpen en synthetiseren voor specifieke doeleinden:
-Als katalysatoren.
-Als een reservoir van medicijnen of genen in het lichaam
-Bij het ontwerpen van sensorische oppervlakken voor verschillende soorten biomoleculen: eiwitten, suikers, vetten
-Om magnetische gegevens op te slaan
Omdat sommige oxiden zeer stabiel zijn, kunnen ze worden gebruikt om textiel te verven of om de oppervlakken van welk materiaal dan ook te felle kleuren. Van de mozaïeken op de vloeren; rode, gele en oranje (zelfs groene) verven; keramiek, plastic, leer en zelfs architectonische werken.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.