산화철 구조, 특성, 명명법, 용도

A 산화철 철과 산소 사이에 형성되는 화합물 중 하나입니다. 그들은 이온 성 및 결정 성으로 특징 지어지며, 바닥, 식물의 덩어리, 심지어는 살아있는 생물의 내부까지도 구성하여 미네랄 침식의 흩어져있는 산물입니다..

그것은 지구의 지각에서 지배적 인 화합물의 계열 중 하나입니다. 정확히 무엇입니까? 현재까지 16 개의 산화철이 알려져 있으며 대부분 천연계이며 다른 것들은 극한의 압력 또는 온도 조건 하에서 합성된다..

상부 이미지에는 산화제 분말의 일부가 표시되어있다. 그 특징적인 붉은 색은 녹 (rust)으로 알려진 몇 가지 건축 요소의 철분을 다룹니다. 또한 경사로, 산 또는 토양에서 침전석 (α-FeOOH)의 황색 분말과 같은 다른 광물과 혼합되어 관찰된다..

가장 일반적으로 알려진 산화철은 적철광 (α-Fe₂O₃) 및 마그 헤이트 (Υ- 믿음₂O₃), 둘 다 산화 제 2 철의 다 형체; 그리고 적어도, 마그네타이트 (믿음₃O₄). 이들의 다형성 구조와 넓은 표면적은 흡착제와 같은 흥미로운 물질을 만들거나 다양한 응용 분야를 가진 나노 입자의 합성에 사용됩니다.

색인

• 1 구조
  • 1.1 다형성
  • 1.2 구조 연결
• 2 속성
• 3 명칭
  • 3.1 체계적인 전문어
  • 3.2 주식 명칭
  • 3.3 전통적인 명명법
• 4 용도
  • 4.1 나노 입자
  • 4.2 안료
• 5 참고

구조

상부 이미지는 철이 원자가 +2 인 철 산화물 중 하나 인 FeO의 결정 구조를 나타냅니다. 빨간색 구체는 음이온 O^2-, 반면에 황색은 Fe 양이온²⁺. 또한 각 신앙²⁺ 6 개의 O로 둘러싸여있다.^2-, 팔면체 배위 단위체 형성.

그러므로, FeO의 구조는 FeO의 단위로 "무너질"수있다.₆, 중심 원자가 신앙 인 곳²⁺. 옥시 수산화물 또는 수산화물의 경우, 팔면체 단위는 FeO₃(OH)₃.

팔면체 대신에 어떤 구조에서는 4 면체 단위가 있으며, FeO₄. 이러한 이유로 철 산화물의 구조는 대개 철 중심을 갖는 팔면체 또는 사면체로 표현된다.

산화철 구조는 압력 또는 온도 조건, Fe / O 비율 (즉, 철마다 얼마나 많은 산소가 있는지 그리고 그 반대의 경우), 철의 원자가 (+2, +3 및 매우 합성 산화물에서는 드물게, +4).

일반적으로 부피가 큰 음이온 O^2- 그들은 구멍이 Fe 양이온을 수용하는 시트를 형성한다.²⁺ o 신앙³⁺. 따라서 두 원자가를 가진 철분을 가진 산화물 (예 : 마그네타이트)이 있습니다.

다형성

철 산화물은 다형성, 즉 동일한 화합물에 대한 상이한 구조 또는 결정 배열을 나타낸다. 산화철, Fe₂O₃, 가능한 최대 4 가지 다 형체가 있습니다. 적철광, α-Fe₂O₃, 그것은 모두의 가장 안정되어있다; 마그 헤이트 인 Υ- Faith₂O₃, 및 합성 β-Fe₂O₃ ε- 믿음₂O₃.

그들 모두는 그들 자신의 유형의 구조와 결정질 시스템을 가지고있다. 그러나 2 : 3 비율은 일정하게 유지되므로 3 개의 음이온이 있습니다. O^2- 2 개의 Fe 양이온마다³⁺. 차이점은 팔면체 FeO 단위의 위치에 있습니다.₆ 우주에서 어떻게 지내니?.

구조 링크

팔면체 FeO 단위₆ 그들은 우수한 이미지의 도움으로 시각화 될 수 있습니다. O 's는 팔면체의 구석에있다.^2-, 그 중심에있는 동안 신앙²⁺ o 신앙³⁺(신앙의 경우₂O₃). 이 8 면체가 공간에 배열되는 방식은 산화물의 구조를 드러낸다..

그러나 그것들은 또한 그들이 어떻게 연결되어 있는지에 영향을 미친다. 예를 들어, 두 개의 8 면체는 산소 브리지로 표시된 정점 중 두 개를 만져서 결합 할 수 있습니다. Fe-O-Fe. 유사하게, 팔면체는 그들의 가장자리를 통해 결합 될 수있다 (서로 인접 함). 그것은 두 개의 산소 다리로 표현 될 것이다 : Fe- (O)₂-신앙.

그리고 마지막으로, 팔면체는 그들의 얼굴을 통해 상호 작용할 수 있습니다. 따라서,이 표현은 이제 세 개의 산소 교량, 즉 Fe- (O)₃-Fe. 팔면체가 연결되는 방식은 핵간 Fe-Fe 거리를 변화시킬 것이고, 따라서 산화물의 물리적 특성.

등록 정보

산화철은 자성을 지닌 화합물입니다. 이들은 안티, 페로 또는 페리 자성 일 수 있으며 Fe의 원자가와 양이온이 고체에서 상호 작용하는 방식에 따라 달라집니다.

고형물의 구조가 매우 다양하므로 물리적 및 화학적 특성도 다양합니다..

예를 들어, Fe의 다 형체 및 수화물₂O₃ 융점 (1200 ~ 1600ºC 범위)과 밀도의 값이 다릅니다. 그러나, 이들은 공통적으로 Fe로 인한 낮은 용해도를 갖는다³⁺, 같은 분자 질량, 갈색 및 산성 솔루션에 드물게 용해.

명명법

IUPAC는 철 산화물을 명명하는 세 가지 방법을 제시합니다. 세 가지 모두 매우 유용하지만, 복합 산화물 (Fe₇O₉) 체계적으로 다른 사람들보다 체계적으로 관리한다..

체계적인 명칭

산소와 철 번호는 그리스 숫자 접두사 mono-, di-, tri- 등으로 명명 된 것으로 고려됩니다. 이 명명법에 따르면 신앙₂O₃ 그것은 불렀다 : 트라이산화물 디철 그리고 신앙을 위해서₇O₉ 그 이름은 다음과 같다 : 헵 타히에로의 무산소.

주식 명칭

이것은 철분의 원자가를 고려합니다. 신앙에 관한 것이라면²⁺, 철 산화물이 쓰여지고 로마 숫자가 괄호 안에 묶여있다. 신앙을 위해₂O₃ 그것의 이름은 : 산화철 (III).

신앙은³⁺ 그것은 대수적 합에 의해 결정될 수있다. O^2- 두 개의 부정적 혐의를 가지고 있으며, 그 중 세 개에 -6을 더합니다. 이 -6을 중화하려면 +6이 필요하지만 Fe가 2 개이므로 2로 나누어야합니다 (+ 6/2 = +3).

2X (금속 원자가) + 3 (-2) = 0

간단히 X를 지움으로써 산화물에서 Fe의 원자가를 얻을 수 있습니다. 그러나 X가 정수가 아닌 경우 (거의 모든 다른 산화물과 마찬가지로) Fe의 혼합물이 있습니다²⁺ 신앙³⁺.

전통적 명칭

접미사 -ico는 Fe가 원자가 +3 인 경우 접미어 ferr에, 원자가가 2+ 일 때 -oso에 접두사가 붙습니다. 따라서 신앙₂O₃ 그것은 전화를 : ferric oxide.

용도

나노 입자

산화철은 공통적 인 높은 결정화 에너지를 가지며, 이는 매우 작은 결정을 생성 할 수 있지만 표면적이 크다..

이러한 이유로 그들은 특정 목적을 위해 산화물 나노 입자 (NP)를 디자인하고 합성하는 나노 기술 분야에 큰 관심을 가지고 있습니다.

-촉매로서.

-신체 내의 약물이나 유전자의 저장소

-생체 분자의 종류에 따른 감각 표면 설계 : 단백질, 당, 지방

-자기 데이터를 저장하려면

안료

일부 산화물은 매우 안정하므로 섬유를 염색하거나 모든 물질의 표면에 밝은 색상을 부여합니다. 바닥의 ​​모자이크에서. 빨강, 노랑 및 오렌지 그림 (심지어 녹색); 도자기, 플라스틱, 가죽 및 심지어 건축 작품.

참고 문헌

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