Iron(lat. ferrum), fe, hemijski element VIII grupe periodnog sistema Mendeljejeva; atomski broj 26, atomska masa 55.847; sjajni srebrno-bijeli metal. Element u prirodi se sastoji od četiri stabilna izotopa: 54 fe (5,84%), 56 fe (91,68%), 57 fe (2,17%) i 58 fe (0,31%).

Istorijska referenca. Željezo je bilo poznato još u pretpovijesno doba, ali je našlo široku upotrebu mnogo kasnije, budući da je izuzetno rijetko u prirodi u slobodnom stanju, a njegovo vađenje iz ruda postalo je moguće tek na određenom stupnju tehnološkog razvoja. Vjerovatno je to bio prvi put da se čovjek upoznao s meteoritnim željezom, o čemu svjedoče njegova imena na jezicima starih naroda: staroegipatsko „beni-pet“ znači „nebesko željezo“; Starogrčki sideros je povezan sa latinskim sidusom (genitiv sideris) - zvijezda, nebesko tijelo. U hetitskim tekstovima iz 14. veka. BC e. J. se spominje kao metal koji je pao s neba. Romanski jezici zadržavaju korijen imena koje su dali Rimljani (na primjer, francuski fer, talijanski ferro).

Metoda dobijanja gvožđa iz ruda izmišljena je u zapadnoj Aziji u 2. milenijumu pre nove ere. e.; Nakon toga, upotreba željeza se proširila na Babilon, Egipat i Grčku; za mijenjanje bronzano doba došao Gvozdeno doba. Homer (u 23. pjesmi Ilijade) kaže da je Ahilej pobjedniku u nadmetanju u bacanju diska dodijelio disk napravljen od željeza. U Evropi i Drevnoj Rusiji, vekovima, žene su primale proces pravljenja sira.Željezna ruda je reducirana drvenim ugljem u kovačnici izgrađenoj u jami; Vazduh je upumpiran u kovačnicu mehovima, redukcioni proizvod - krica - se odvajao od šljake udarcima čekića i od njega su se kovali razni proizvodi. Kako su se poboljšale metode puhanja i povećala visina ložišta, temperatura procesa se povećavala i dio gvožđa je karburizovan, tj. liveno gvožde; ovaj relativno lomljiv proizvod smatran je proizvodnim otpadom. Otuda i naziv livenog gvožđa „sirovo gvožđe“, „sirovo gvožđe“ - englesko sirovo gvožđe. Kasnije je uočeno da se prilikom utovara lijevanog željeza umjesto željezne rude u kovačnicu dobiva i niskougljična željezna kora, a takav dvofazni proces pokazao se isplativijim od procesa puhanja sira. U 12.-13. vijeku. metoda vrištanja već je bila raširena. U 14. veku Lijevano željezo počelo se topiti ne samo kao poluproizvod za dalju preradu, već i kao materijal za livenje raznih proizvoda. Iz istog vremena datira i rekonstrukcija ognjišta u šahtnu peć (“domnicu”), a potom u visoku peć. Sredinom 18. vijeka. U Evropi je za dobijanje počeo da se koristi proces lončića postati, koji je bio poznat u Siriji u ranom srednjem vijeku, ali se kasnije ispostavilo da je zaboravljen. U ovoj metodi čelik je proizveden topljenjem metalnih punjenja u malim posudama (loncima) iz visoko vatrostalne mase. U poslednjoj četvrtini 18. veka. Počeo je da se razvija proces pudlinga pretvaranja sirovog gvožđa u gvožđe na dnu užarene reverberacione peći. Industrijska revolucija u 18. i ranom 19. vijeku, pronalazak parne mašine i izgradnja željeznica, velikih mostova i parne flote stvorili su ogromnu potražnju za željezom i njegovim legurama. Međutim, sve postojeće metode proizvodnje željeza nisu mogle zadovoljiti potrebe tržišta. Masovna proizvodnja čelika počela je tek sredinom 19. stoljeća, kada su razvijeni Bessemer, Thomas i otvoreni procesi. U 20. veku Proces taljenja u električnim pećima je nastao i postao široko rasprostranjen, proizvodeći visokokvalitetni čelik.

Prevalencija u prirodi. Po sadržaju u litosferi (4,65% mase), gvožđe je na drugom mestu među metalima (aluminijum je na prvom mestu). Snažno migrira u zemljinoj kori, formirajući oko 300 minerala (oksidi, sulfidi, silikati, karbonati, titanati, fosfati itd.). Gvožđe aktivno učestvuje u magmatskim, hidrotermalnim i supergenskim procesima, koji su povezani sa stvaranjem različitih vrsta njegovih depozita. Gvožđe je metal zemaljskih dubina, akumulira se u ranim fazama kristalizacije magme, u ultrabazičnim (9,85%) i bazičnim (8,56%) stijenama (u granitima samo 2,7%). U biosferi, željezo se akumulira u mnogim morskim i kontinentalnim sedimentima, formirajući sedimentne rude.

Važnu ulogu u geohemiji gvožđa igraju redoks reakcije – prelazak 2-valentnog gvožđa u 3-valentno gvožđe i obrnuto. U biosferi, u prisustvu organskih materija, fe 3+ se redukuje u fe 2+ i lako migrira, a kada naiđe na atmosferski kiseonik, fe 2+ se oksidira stvarajući akumulacije hidroksida 3-valentnog gvožđa. 3-valentna gvožđa su crvene, žute, smeđe boje. To određuje boju mnogih sedimentnih stijena i njihovo ime - "crveno obojena formacija" (crvene i smeđe ilovače i gline, žuti pijesci itd.).

Fizička i hemijska svojstva. Značaj željeza u modernoj tehnologiji određen je ne samo njegovom širokom rasprostranjenošću u prirodi, već i kombinacijom vrlo vrijednih svojstava. Plastični je, lako se kovati u hladnom i zagrejanom stanju, može se valjati, štancati i izvlačiti. Sposobnost rastvaranja ugljika i drugih elemenata služi kao osnova za proizvodnju različitih legura željeza.

Tečnost može postojati u obliku dve kristalne rešetke: a - i g - kubika sa središtem tela (bcc) i kubika sa licem u centru (fcc). Ispod 910 °C, a - fe sa bcc rešetkom je stabilan (a = 2,86645 å na 20 °C). Između 910°C i 1400°C, g-modifikacija sa fcc rešetkom je stabilna (a = 3,64 å). Iznad 1400°C, ponovo se formira bcc d-fe rešetka (a = 2,94 å), stabilna do temperature topljenja (1539°C). a - fe je feromagnetna do 769°C (Kirijeva tačka). Modifikacije g -fe i d -fe su paramagnetne.

Polimorfne transformacije željeza i čelika pri zagrijavanju i hlađenju otkrio je 1868. godine D.K. Chernov. Ugljični oblici sa J. čvrste otopine implantacije u kojima se atomi C, koji imaju mali atomski radijus (0,77 å), nalaze u međuprostoru kristalne rešetke metala, koji se sastoji od većih atoma (atomski radijus fe 1,26 å). Čvrsta otopina ugljika u g-fe naziva se. austenit, i u (a -fe- ferit. Zasićena čvrsta otopina ugljika u g - fe sadrži 2,0% C po težini na 1130°C; a -fe rastvara samo 0,02-0,04% C na 723°C, i manje od 0,01% na sobnoj temperaturi. Stoga, kada otvrdnjavanje formira se austenit martenzit - prezasićena čvrsta otopina ugljika u a - fe, vrlo tvrda i krhka. Kombinacija stvrdnjavanja sa odmor(zagrijavanjem na relativno niske temperature radi smanjenja unutrašnjih naprezanja) omogućava da se čeliku prenese potrebna kombinacija tvrdoće i duktilnosti.

Fizička svojstva željeza zavise od njegove čistoće. Industrijski materijali od željeza obično sadrže nečistoće ugljika, dušika, kisika, vodika, sumpora i fosfora. Čak i pri vrlo niskim koncentracijama, ove nečistoće uvelike mijenjaju svojstva metala. Dakle, sumpor izaziva tzv. crvena krhkost, fosfor (čak 10 -20% P) - hladnoća; ugljik i dušik smanjuju plastika, a vodonik se povećava krhkost G. (tzv. vodikovo krhkost). Smanjenje sadržaja nečistoća na 10 -7 - 10 -9% dovodi do značajnih promjena u svojstvima metala, posebno do povećanja duktilnosti.

Slijede fizička svojstva željeza, koja se uglavnom odnose na metal s ukupnim sadržajem nečistoća manjim od 0,01% po težini:

Atomski radijus 1,26 å

Jonski radijusi fe 2+ o.80 å, fe 3+ o.67 å

Gustina (20 o c) 7.874 g/cm 3

t pl 1539°S

t kip oko 3200 o C

Temperaturni koeficijent linearne ekspanzije (20°C) 11,7·10 -6

Toplotna provodljivost (25°C) 74.04 uto/(m K)

Toplotni kapacitet tečnosti zavisi od njene strukture i na složen način se menja sa temperaturom; prosječni specifični toplinski kapacitet (0-1000 o c) 640,57 j/(kg·TO) .

Električna otpornost (20°C)

9,7·10 -8 ohm m

Temperaturni koeficijent električnog otpora

(0-100°C) 6,51·10 -3

Youngov modul 190-210 10 3 Mn/m. 2

(19-21 10 3 kgf/mm 2)

Temperaturni koeficijent Youngovog modula

Modul smicanja 84,0 10 3 Mn/m 2

Kratkoročna vlačna čvrstoća

170-210 Mn/m 2

Izduženje 45-55%

Tvrdoća po Brinellu 350-450 Mn/m 2

Granica tečenja 100 Mn/m 2

Snaga udara 300 Mn/m 2

Konfiguracija vanjske elektronske ljuske fe 3 atoma d 6 4s 2 . Gvožđe ispoljava promenljivu valentnost (najstabilniji su spojevi 2- i 3-valentnog gvožđa). Sa kiseonikom, gvožđe formira feo oksid, fe 2 o 3 oksid i fe 3 o 4 oksid-oksid (jedinjenje feo sa fe 2 o 3, koje ima strukturu spineli) . U vlažnom vazduhu na normalnim temperaturama, gvožđe postaje prekriveno labavom hrđom (fe 2 o 3 n h 2 o). Zbog svoje poroznosti, hrđa ne sprječava pristup kisika i vlage metalu i samim tim ga ne štiti od daljnje oksidacije. Kao rezultat različitih vrsta korozije, godišnje se izgube milioni tona gvožđa.Kada se gvožđe zagreje na suvom vazduhu iznad 200°C, ono se prekriva tankim oksidnim filmom, koji štiti metal od korozije na normalnim temperaturama; ovo je osnova tehničke metode zaštite Zh. - plaviti. Kada se zagrije u vodenoj pari, željezo oksidira i formira fe 3 o 4 (ispod 570°C) ili feo (iznad 570°C) i oslobađa vodonik.

Fe(oh)2 hidroksid nastaje u obliku bijelog taloga kada kaustične alkalije ili amonijak djeluju na vodene otopine fe2+ soli u atmosferi vodika ili dušika. Kada dođe u kontakt sa vazduhom, fe(oh)2 prvo postaje zelen, zatim postaje crn i na kraju brzo prelazi u crveno-smeđi hidroksid fe(oh)3. Feo oksid pokazuje osnovna svojstva. Fe 2 o 3 oksid je amfoteran i ima slabo izraženu kiselu funkciju; reagujući sa više bazičnih oksida (na primjer, mgo), formira ferite - spojeve poput fe 2 o 3 n meo, koji imaju feromagnetna svojstva i široko se koriste u radio elektronici. Kisela svojstva su izražena i kod heksavalentnog gvožđa, koje postoji u obliku ferata, na primer k 2 feo 4, soli gvožđe kiseline koje nisu izolovane u slobodnom stanju.

F. lako reaguje sa halogenima i vodonik halogenidima, dajući soli, na primer, hloride fecl 2 i fecl 3. Kada se tečnost zagreje sa sumporom, nastaju sulfidi fes i fes 2. Carbides Zh. - fe 3 c ( cementit) i fe 2 c (e-karbid) - precipitat iz čvrstih rastvora ugljenika u tečnosti pri hlađenju. fe 3 c se takođe oslobađa iz rastvora ugljenika u tečnoj tečnosti pri visokim koncentracijama azota.Azot, kao i ugljenik, daje intersticijske čvrste rastvore iz tečnosti; Od toga se oslobađaju nitridi fe 4 n i fe 2 n. Sa vodonikom, željezo proizvodi samo nestabilne hidride, čiji sastav nije precizno utvrđen. Kada se zagrije, željezo snažno reagira sa silicijumom i fosforom, formirajući silicide (na primjer, fe 3 si) i fosfide (na primjer, fe 3 p).

Tečna jedinjenja sa mnogo elemenata (O, s, itd.) koji formiraju kristalnu strukturu imaju promenljiv sastav (na primer, sadržaj sumpora u monosulfidu može varirati od 50 do 53,3 at.%). To je zbog defekta u kristalnoj strukturi. Na primjer, u željeznom oksidu, neki od fe 2+ jona na mjestima rešetke su zamijenjeni fe 3+ ionima; da bi se održala električna neutralnost, neka mjesta rešetke koja su pripadala fe 2+ jonima ostaju prazna i faza (wüstite) u normalnim uslovima ima formulu fe 0,947 o.

J.-ova interakcija sa azotne kiseline. Koncentrovani hno 3 (gustina 1,45 g/cm 3) pasivizira željezo zbog pojave zaštitnog oksidnog filma na njegovoj površini; razrijeđeniji hno 3 otapa tekućinu sa stvaranjem iona fe 2+ ili fe 3+, reducira se na mh 3 ili n 2 o i n 2.

Rastvori soli dvovalentnog gvožđa u vazduhu su nestabilni – fe 2+ postepeno oksidira u fe 3+. Vodeni rastvori tečnih soli zbog hidroliza imaju kiselu reakciju. Dodatak fe 3+ tiocijanat jona scn - u rastvore soli daje jarko krvavo crvenu boju zbog pojave fe (scn) 3, što omogućava da se otkrije prisustvo 1 dela fe 3+ u približno 10 6 dijelovi vode. J. karakteriše obrazovanje kompleksna jedinjenja.

Prijem i prijava. Čisto željezo se dobiva u relativno malim količinama elektrolizom vodenih otopina njegovih soli ili redukcijom njegovih oksida vodonikom. Razvija se metoda za direktnu proizvodnju željeza iz ruda elektrolizom taline. Proizvodnja dovoljno čistog željeza postepeno se povećava kroz njegovu direktnu redukciju iz koncentrata rude vodonikom, prirodnim plinom ili ugljem na relativno niskim temperaturama.

Gvožđe je najvažniji metal moderne tehnologije. U svom čistom obliku, željezo se praktički ne koristi zbog svoje niske čvrstoće, iako se u svakodnevnom životu proizvodi od čelika ili lijevanog željeza često nazivaju "željezo". Najveći dio željeza se koristi u obliku legura vrlo različitih sastava i svojstava. Legure željeza čine oko 95% svih metalnih proizvoda. Legure bogate ugljikom (preko 2% po masi) - liveno gvožđe - tope se u visokim pećima iz obogaćenih ruda gvožđa. Čelik različitih razreda (sa sadržajem ugljika manji od 2% masenog udjela) se topi iz lijevanog željeza u otvorenim i električnim pećima i pretvaračima oksidacijom (sagorijevanjem) viška ugljika, uklanjanjem štetnih nečistoća (uglavnom s, P, O) i dodavanjem legirajućih elemenata. Visokolegirani čelici (sa visokim sadržajem nikla, hroma, volframa i drugih elemenata) tope se u elektrolučnim i indukcijskim pećima. Za proizvodnju čelika i legura željeza za posebno kritične namjene koriste se novi procesi - vakuum, elektrotrosko pretapanje, taljenje plazma i elektronskim snopom itd. proces.

Na bazi gvožđa stvaraju se materijali koji mogu da izdrže uticaje visokih i niskih temperatura, vakuuma i visokih pritisaka, agresivne sredine, visokog naizmeničnog napona, nuklearnog zračenja itd. Proizvodnja gvožđa i njegovih legura u stalnom je porastu. Godine 1971. u SSSR-u je istopljeno 89,3 miliona. T livenog gvožđa i 121 mil T postati.

L. A. Shvartsman, L. V. Vanyukova.

Gvožđe se kao umetnički materijal koristilo još od antike u Egiptu (stalak za glavu iz grobnice Tutankamona kod Tebe, sredina 14. veka pre nove ere, Ashmolean Museum, Oxford), Mesopotamiji (bodeži pronađeni kod Karkemiša, 500. pne, Britanski muzej, London) , Indija (gvozdeni stub u Delhiju, 415). Od srednjeg vijeka u evropskim zemljama (Engleska, Francuska, Italija, Rusija i dr.) sačuvani su brojni visokoumjetnički proizvodi od željeza i čelika - kovane ograde, šarke za vrata, zidni nosači, vjetrobran, okviri sanduka, svjetla. Kovani proizvodi napravljeni od šipki i proizvodi od ekspandiranih metalnih limova (često sa oblogom od liskuna) odlikuju se svojim ravnim oblicima, jasnom linearnom grafičkom siluetom i efikasno su vidljivi na svetlo-prozračnoj pozadini. U 20. veku Željezo se koristi za proizvodnju rešetki, ograda, otvorenih unutarnjih pregrada, svijećnjaka i spomenika.

T.L.

Gvožđe u telu. Željezo je prisutno u organizmima svih životinja i biljaka (u prosjeku oko 0,02%); neophodan je uglavnom za metabolizam kiseonika i oksidativne procese. Postoje organizmi (tzv. koncentratori) sposobni da ga akumuliraju u velikim količinama (npr. gvozdene bakterije - do 17-20% F.). Gotovo sve masti u životinjskim i biljnim organizmima povezane su s proteinima. Nedostatak masti uzrokuje usporavanje rasta i simptome hloroza biljaka, povezano sa smanjenim obrazovanjem hlorofil. Višak gvožđa takođe štetno utiče na razvoj biljaka, izazivajući, na primer, sterilnost cvetova pirinča i hlorozu. U alkalnim tlima nastaju spojevi željeza koji su nepristupačni za apsorpciju korijenjem biljaka, a biljke ga ne primaju u dovoljnim količinama; u kiselim zemljištima, gvožđe prelazi u rastvorljiva jedinjenja u suvišnim količinama. Kada postoji nedostatak ili višak jedinjenja gvožđa koja se mogu asimilirati u tlu, bolesti biljaka mogu se javiti na velikim površinama.

Vlakna ulaze u organizam životinja i ljudi hranom (najbogatiji izvori u njima su jetra, meso, jaja, mahunarke, hljeb, žitarice, spanać, cvekla). Normalno, osoba dobije 60-110 dijetom mg J., što znatno premašuje njegove dnevne potrebe. Apsorpcija oplodnje dobijene hranom odvija se u gornjem dijelu tankog crijeva, odakle ulazi u krv u obliku vezanom za proteine ​​i s krvlju se prenosi u različite organe i tkiva, gdje se deponuje u obliku oplodnje. proteinski kompleks - feritin. Glavni depo masti u tijelu su jetra i slezena. Zbog željeznog feritina sintetiziraju se sva jedinjenja tijela koja sadrže željezo: respiratorni pigment se sintetiše u koštanoj srži hemoglobin, u mišićima - mioglobin, u raznim tkivima citokromi i drugi enzimi koji sadrže gvožđe. Masnoće se iz organizma izlučuju uglavnom kroz zid debelog crijeva (kod ljudi ih ima oko 6-10 mg dnevno) i u maloj mjeri putem bubrega. Potreba tijela za mastima mijenja se s godinama i fizičkim stanjem. Za 1 kg težine djeci je potrebno - 0,6, odraslima - 0,1 i trudnicama - 0,3 mg J. po danu. Kod životinja je potreba za masti približno (po 1 kg suha tvar ishrane): za mliječne krave - najmanje 50 mg, za mlade životinje - 30-50 mg, za prasad - do 200 mg, za gravidne svinje - 60 mg.

V. V. Kovalsky.

U medicini se lekoviti preparati gvožđa (redukovano gvožđe, gvožđe laktat, gvožđe glicerofosfat, dvovalentni gvožđe sulfat, Blo tablete, rastvor malata, feramid, hemostimulin i dr.) koriste u lečenju bolesti praćenih nedostatkom gvožđa u organizmu ( anemija zbog nedostatka gvožđa), kao i kao opšti tonik (nakon zaraznih bolesti i sl.). Izotopi željeza (52 fe, 55 fe i 59 fe) koriste se kao indikatori u biomedicinskim istraživanjima i dijagnostici bolesti krvi (anemija, leukemija, policitemija itd.).

Lit.: Opća metalurgija, M., 1967; Nekrasov B.V., Osnovi opšte hemije, tom 3, M., 1970; Remi G., Kurs neorganske hemije, trans. sa njemačkog, tom 2, M., 1966; Kratka hemijska enciklopedija, tom 2, M., 1963; Levinson N. R., [Proizvodi od obojenih i crnih metala], u knjizi: Ruska dekorativna umetnost, tom 1-3, M., 1962-65; Vernadsky V.I., Biogeohemijski eseji. 1922-1932, M. - L., 1940; Granik S., Metabolizam gvožđa u životinjama i biljkama, u zbirci: Mikroelementi, trans. sa engleskog, M., 1962; Dixon M., Webb F., enzimi, trans. sa engleskog, M., 1966; neogi p., gvožđe u staroj Indiji, Kalkuta, 1914; prijatelj j. n., gvožđe u antici, l., 1926; frank e. b., staro francusko željezo, kamb. (masa), 1950; Lister R., ukrasni rad od kovanog gvožđa u Velikoj Britaniji, l., 1960.

preuzmi sažetak

Kako koristiti periodni sistem? Za neupućenu osobu, čitanje periodnog sistema je isto kao i za patulja koji gleda u drevne rune vilenjaka. A periodni sistem vam može reći mnogo o svijetu.

Osim što vam dobro služi na ispitu, jednostavno je nezamjenjiv u rješavanju ogromnog broja hemijskih i fizičkih problema. Ali kako to pročitati? Srećom, danas svako može naučiti ovu umjetnost. U ovom članku ćemo vam reći kako razumjeti periodni sistem.

Periodični sistem hemijskih elemenata (Tabela Mendeljejeva) je klasifikacija hemijskih elemenata koja utvrđuje zavisnost različitih svojstava elemenata o naelektrisanju atomskog jezgra.

Istorija stvaranja Tabele

Dmitrij Ivanovič Mendeljejev nije bio običan hemičar, ako neko tako misli. Bio je hemičar, fizičar, geolog, metrolog, ekolog, ekonomista, naftaš, aeronaut, izrađivač instrumenata i učitelj. Tokom svog života, naučnik je uspio provesti mnoga fundamentalna istraživanja u različitim oblastima znanja. Na primjer, rasprostranjeno je vjerovanje da je Mendeljejev izračunao idealnu snagu votke - 40 stepeni.

Ne znamo kako se Mendeljejev osjećao prema votki, ali pouzdano znamo da njegova disertacija na temu „Razgovor o kombinaciji alkohola sa vodom“ nije imala nikakve veze sa votkom i smatrala je koncentraciju alkohola od 70 stepeni. Uz sve zasluge naučnika, otkriće periodičnog zakona hemijskih elemenata - jednog od osnovnih zakona prirode, donelo mu je najširu slavu.

Postoji legenda prema kojoj je naučnik sanjao periodni sistem, nakon čega je sve što je trebalo da uradi bilo da usavrši ideju koja se pojavila. Ali, da je sve tako jednostavno.. Ova verzija stvaranja periodnog sistema, očigledno, nije ništa više od legende. Na pitanje kako je otvoren sto, sam Dmitrij Ivanovič je odgovorio: " Razmišljao sam o tome možda dvadeset godina, ali vi mislite: sjedio sam tamo i odjednom... gotovo je.”

Sredinom devetnaestog veka, nekoliko naučnika je paralelno preduzimalo pokušaje da se slože poznati hemijski elementi (poznata su 63 elementa). Na primjer, 1862. godine, Alexandre Emile Chancourtois je postavio elemente duž spirale i primijetio ciklično ponavljanje hemijskih svojstava.

Hemičar i muzičar John Alexander Newlands predložio je svoju verziju periodnog sistema 1866. Zanimljiva je činjenica da je naučnik pokušao da otkrije neku vrstu mističnog muzičkog sklada u rasporedu elemenata. Između ostalih pokušaja, bio je i pokušaj Mendeljejeva, koji je okrunjen uspjehom.

Godine 1869. objavljen je prvi tabelarni dijagram, a 1. mart 1869. smatra se danom otvaranja periodičnog zakona. Suština Mendeljejevljevog otkrića bila je da se svojstva elemenata sa povećanjem atomske mase ne mijenjaju monotono, već periodično.

Prva verzija tabele sadržavala je samo 63 elementa, ali je Mendeljejev donio niz vrlo nekonvencionalnih odluka. Dakle, pogodio je da ostavi prostor u tabeli za još neotkrivene elemente, a takođe je promenio atomske mase nekih elemenata. Fundamentalna ispravnost zakona koji je izveo Mendeljejev potvrđena je vrlo brzo, nakon otkrića galija, skandijuma i germanijuma, čije je postojanje naučnik predvideo.

Savremeni pogled na periodni sistem

Ispod je sama tabela

Danas se umjesto atomske težine (atomske mase) koristi koncept atomskog broja (broj protona u jezgru) za naručivanje elemenata. Tabela sadrži 120 elemenata, koji su raspoređeni s lijeva na desno prema rastućem atomskom broju (broj protona)

Kolone tabele predstavljaju takozvane grupe, a redovi predstavljaju periode. Tabela ima 18 grupa i 8 perioda.

1. Metalna svojstva elemenata se smanjuju kada se kreću duž perioda s lijeva na desno, a povećavaju se u suprotnom smjeru.
2. Veličina atoma se smanjuje kada se kreće s lijeva na desno duž perioda.
3. Kako se krećete od vrha do dna kroz grupu, svojstva redukujućeg metala se povećavaju.
4. Oksidirajuća i nemetalna svojstva se povećavaju kako se krećete kroz period s lijeva na desno.

Šta saznajemo o elementu iz tabele? Na primjer, uzmimo treći element u tabeli - litijum, i razmotrimo ga detaljno.

Prije svega, vidimo sam simbol elementa i njegovo ime ispod njega. U gornjem lijevom kutu nalazi se atomski broj elementa kojim je element raspoređen u tabeli. Atomski broj, kao što je već spomenuto, jednak je broju protona u jezgru. Broj pozitivnih protona je obično jednak broju negativnih elektrona u atomu (osim u izotopima).

Atomska masa je navedena pod atomskim brojem (u ovoj verziji tabele). Ako atomsku masu zaokružimo na najbliži cijeli broj, dobićemo ono što se naziva masenim brojem. Razlika između masenog i atomskog broja daje broj neutrona u jezgru. Dakle, broj neutrona u jezgri helijuma je dva, au litijumu četiri.

Naš kurs “Periodični sistem za lutke” je završen. U zaključku, pozivamo vas da pogledate tematski video i nadamo se da vam je pitanje kako koristiti periodni sistem Mendelejeva postalo jasnije. Podsjećamo da je uvijek efikasnije učiti novi predmet ne sam, već uz pomoć iskusnog mentora. Zato nikada ne zaboravite na studentski servis koji će svoje znanje i iskustvo rado podijeliti s vama.

u periodnom sistemu je broj 26

Alternativni opisi

Glavna metalna industrija

Kovaju je dok je vruće i ne izlazeći iz kase

Značenje imena Timur

Hemijski element, srebrno-bijeli metal, glavni sastojak željeza i čelika

Metal za Felixa

Hemijski element, metal

Kako bi se izbjeglo gomilanje novca, u staroj Sparti novac je kovan od ovog materijala

Tako kompjuterski naučnici nazivaju sam kompjuter, bez softvera.

Ovaj element je najstabilniji element periodnog sistema

Metal od kojeg se logika može "napraviti"

. "Uđem u vodu - crveno, izađem - crno" (zagonetka)

Prevedite riječ "ferrum" s latinskog

Materijal od kojeg treba napraviti poklon za šestu godišnjicu braka

Žrtva rđe

Zgrabite dok je vruće!

Hemijski element, Fe

Metal od kojeg je Felix napravljen

Metalni dijelovi uzde

Koje se samo u vrelini trenutka

Metalni ekseri

Zarđao, meteorski

Udari dok je vruće

Uživajte... dok je vruće

U tabeli je posle mangana

. “Kupite..., bez napuštanja kase!”

Pored mangana u tabeli

Metal broj dvadeset šest

Chem. element 26

Pored mangana u tabeli

Između mangana i kobalta

Prekursor kobalta u tabeli

Metal za logiku

Narežite dok je vruć (zadnji)

Hemijski element 26

Sledeći mangan u tabeli

Glavna komponenta čelika

Dvadeset šesti u periodnom sistemu

Do kobalta u tabeli

Prihvaćeno za staro gvožđe

Materijal za jednu masku

Metal čiji je sadržaj u ženskom tijelu pet puta veći nego u muškom

Prije kobalta u tabeli

Pratilac mangana u tabeli

Između mangana i kobalta u tabeli

Prekursor kobalta u tabeli

Glavna komponenta livenog gvožđa

Posle mangana u tabeli

Metal za Lady Margaret Thatcher

Poslednji mangan u tabeli

Nakon mangana

Hemijski element, srebrno-bijeli metal, glavni sastojak željeza i čelika

Glavna komponenta čelika

Proizvodi od takvog metala

Lijek koji sadrži preparate takvog hemijskog elementa

Naziv hemijskog elementa

Vrsta minerala koji se odnosi na izvorne elemente

. "Kupite... bez napuštanja kase!"

. "Uđem u vodu - crveno, izađem - crno" (zagonetka)

Uzmi dok je vruće

Metal od kojeg se može "napraviti" logika

Prevedite riječ "ferrum" s latinskog

sri dvorana(e) jug. zap. metal, mrvica, istopljena iz rude u obliku livenog gvožđa, i iskovana od ove potonje pod vrištećim čekićem. U kombinaciji s ugljikom formira čelik. Gvožđe se prodaje u obliku: traka ili reza; prvi je ravno ispod vrištavog čekića; može biti: široka, uska, okrugla, šipka itd. druga je kovana: guma, rezbarena, lim itd. Rđa jede gvožđe. Odjeća moljac, gvožđe rđa, a moral lošeg bratstva propada. Novac je gvožđe, ali odeća je kvarljiva. Tokom bitke, gvožđe je vrednije od zlata. Kopaću gvožđe i zlato. Zarđalo gvožđe ne sija. Hack drvo na gvožđe. Zašto se nacerio i video gvožđe? vatra i gvožđe su topljivi. kovačnica i gvožđe će biti dovoljni. Zato su popločali put zlatom da bi mogla da jede gvožđe. Udarajte dok gvožđe ključa (dok je vruće). Penjem li se, penjem li se gvožđem na planinu mesa? popeti se na konja. Gvožđe ili više željezo, ligature, okovi, okovi, lanci za noge, lanci za ruke; gvozdeni konjski okovi. Gvožđe, gvožđe cf. gvozdeni fragment; na primjer, mala željezna ili čelična stvar umetnuta u alat ili blok. koplje za strijelu, plosnati rezač, željezni dio dlijeta itd. Gvožđe, napravljeno od gvožđa, iz nekog razloga vezano za gvožđe; slično gvožđu po jačini, tvrdoći, boji itd. Željezna ruda iz koje se vadi željezo; tvornica gvožđa, ustanova u kojoj se topi, kuje; gvozdeni red, gde ga prodaju trgovci gvožđem. Sok od gvožđa, fabrika prskanje i krhotine od vriska, vriska sok. Gvozdeni konj, sivo gvožđe, boja gvožđa, boja. Ustjužna je gvožđe, a ljudi u njoj su od kamena, za opsadu pod varalicama. Željeznica, gvožđe, liveno gvožđe. Gvozdeni točak, tul. arktički pojas. Gvozdene ruke, jake, ali grube i nespretne. Iron Man, uporan, čvrst; strpljiv, argumentiran; nemilosrdni, bezdušni. Gvozdeno zdravlje, jako. Uzeću ili gvozdeni lanac ili zlatni. Krediti su ispisani na željeznoj dasci, a dugovi na pijesku. Ironwood, backout, guaiac drvo; ime i druga vrlo tvrda tropska šuma. Gvozdeni koren, biljka. Centaurea scabiosa. Lekcija gvožđa ili gvožđe cf. star novčana kazna, naknada od izvršioca, u korist vlasti, za nametanje okova. Gvozdeni konj, vidi odelo. Željezni adj. koji sadrže gvožđe. Gvožđe, kamenac, kamenac, čađ, pepeo; gvožđe, pregorelo šljokice, trošenje pri kovanju. Komad, traka gvožđa. Gvožđe, gvožđe. arh. gvozdena pločica na dlanu, za igranje babe, lukavstva; bijela lopta, bijela lopta. Železnik m. Caragana frutescens drvo, dereza, chapyshnik, greškom chilizhnik, sibirska vučja bobica? bush bagrem. Metla, vučja bobica, Cytisus biflorus. Equisetum, preslica. Potentilla argentea, borovnica, tikva, tikva. Ironfish, riba Clupea alosa, iz roda haringe, bjesnila ili smuđa. Železnjak m. trgovac gvožđem. Opšti naziv za rude koje sadrže oksidirano željezo i izgledaju kao kamen, a ne željezo: bol. poznato: smeđa i magnetna željezna ruda, magnetni kamen. Najčvršća, najbolja cigla, donekle spojena. Plant. Verbena offic. Plant. Phlomis pungens, valjanje, prevrtanje. Plant. Sarrothamnus scoparius, mlinski kamen, vučja bobica, dabar. Bajku je rastrgla skačuća trava iz koje se mrve gvozdene brave i zatvor; Uz to se kopa i blago. Ironwort, vidi ironwort, žlijezda, žlijezda. Željezara, željezara, željezo, proizvodnja željeza iz rude. Kovanje gvožđa, kovanje gvožđa, koje se odnosi na kovanje gvožđa u trakama i najveće stvari. Topljenje željeza, topljenje željeza, topljenje željeza, vezano za topljenje željeza; fabrika, peć Mašina za sečenje gvožđa, koja se koristi za rezanje gvožđa; - postrojenje, - mlin

Hemijski element Fe

Hemijski element sa pozivnim znakom Fe

Gvožđe je hemijski element

1. Položaj gvožđa u periodnom sistemu hemijskih elemenata i struktura njegovog atoma

Gvožđe je element grupe VIII d; serijski broj – 26; atomska masa Ar(Fe ) = 56; atomski sastav: 26 protona; 30 – neutroni; 26 – elektroni.

Dijagram strukture atoma:

Elektronska formula: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

Metal srednje aktivnosti, redukciono sredstvo:

Fe 0 -2 e - → Fe +2 , redukcijski agens je oksidiran

Fe 0 -3 e - → Fe +3 , redukcijski agens je oksidiran

Glavna oksidaciona stanja: +2, +3

2. Prevalencija gvožđa

Gvožđe je jedan od najčešćih elemenata u prirodi . U zemljinoj kori njegov maseni udio je 5,1%, prema ovom pokazatelju odmah iza kiseonika, silicijuma i aluminijuma. Mnogo gvožđa se takođe nalazi u nebeskim tijelima, što je utvrđeno spektralnom analizom. U uzorcima lunarnog tla koje je dostavila automatska stanica Luna pronađeno je željezo u neoksidiranom stanju.

Rude željeza su prilično rasprostranjene na Zemlji. Imena planina na Uralu govore sama za sebe: Vysokaya, Magnitnaya, Zheleznaya. Agrohemičari pronalaze jedinjenja gvožđa u zemljištu.

Gvožđe je sastavni deo većine stena. Za dobivanje željeza koriste se željezne rude sa sadržajem željeza od 30-70% ili više.

Glavne željezne rude su :

magnetit(magnetna željezna ruda) – Fe3O4 sadrži 72% gvožđa, nalazi se nalaze na južnom Uralu, Kurska magnetna anomalija:

hematit(gvozdeni sjaj, krvavi kamen) – Fe2O3 sadrži do 65% gvožđa, takva se nalazišta nalaze u regiji Krivoy Rog:

limonit(ruda smeđeg gvožđa) – Fe 2 O 3* nH 2 O sadrži do 60% gvožđa, nalazi se nalaze na Krimu:

pirit(sumporni pirit, željezni pirit, mačje zlato) – FeS 2 sadrži oko 47% željeza, nalazi se nalaze na Uralu.

3. Uloga gvožđa u životu ljudi i biljaka

Biokemičari su otkrili važnu ulogu željeza u životu biljaka, životinja i ljudi. Budući da je dio izuzetno složenog organskog jedinjenja zvanog hemoglobin, željezo određuje crvenu boju ove tvari, što zauzvrat određuje boju ljudske i životinjske krvi. Tijelo odrasle osobe sadrži 3 g čistog željeza, od čega je 75% dio hemoglobina. Glavna uloga hemoglobina je transport kisika iz pluća do tkiva, au suprotnom smjeru - CO2.

I biljkama je potrebno gvožđe. Dio je citoplazme i učestvuje u procesu fotosinteze. Biljke uzgojene na supstratu koji ne sadrži željezo imaju bijele listove. Mali dodatak gvožđa na podlogu i oni postaju zeleni. Štoviše, vrijedi premazati bijelu plahtu otopinom soli koja sadrži željezo, a uskoro razmazano područje postaje zeleno.

Dakle, iz istog razloga - prisutnost željeza u sokovima i tkivima - lišće biljaka postaje veselo zeleno, a obrazi osobe blistavo rumene.

4. Fizička svojstva gvožđa.

Gvožđe je srebrno-bijeli metal sa tačkom topljenja od 1539 o C. Veoma je duktilno, stoga se lako obrađuje, kuje, valja, štanca. Gvožđe ima sposobnost magnetizacije i demagnetizacije, stoga se koristi kao jezgra elektromagneta u raznim električnim mašinama i uređajima. Može se dati veća čvrstoća i tvrdoća termičkim i mehaničkim metodama, na primjer, kaljenjem i valjanjem.

Postoji hemijski čisto i tehnički čisto gvožđe. Tehnički čisto željezo je u suštini čelik s niskim udjelom ugljika; sadrži 0,02-0,04% ugljika, a još manje kisika, sumpora, dušika i fosfora. Hemijski čisto gvožđe sadrži manje od 0,01% nečistoća. Hemijski čisto gvožđe - srebrno sivi, sjajni metal, po izgledu vrlo sličan platini. Hemijski čisto željezo je otporno na koroziju i ima dobru otpornost na kiseline. Međutim, neznatne količine nečistoća ga lišavaju ovih dragocjenih svojstava.

5. Dobijanje gvožđa

Redukcija iz oksida ugljem ili ugljičnim monoksidom (II), kao i vodonikom:

FeO + C = Fe + CO

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

Eksperiment "Proizvodnja gvožđa aluminotermijom"

6. Hemijska svojstva gvožđa

Kao element sekundarne podgrupe, željezo može pokazati nekoliko oksidacijskih stanja. Razmotrićemo samo jedinjenja u kojima gvožđe ima oksidaciona stanja +2 i +3. Dakle, možemo reći da željezo ima dvije serije spojeva, u kojima je dvo- i trovalentno.

1) Na vazduhu, gvožđe lako oksidira u prisustvu vlage (rđanje):

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3

2) Vruća željezna žica gori u kisiku, stvarajući kamenac - željezni oksid (II,III) - crnu supstancu:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Cformira se kiseonik u vlažnom vazduhu Fe 2 O 3 * nH 2 O

Eksperiment "Interakcija gvožđa sa kiseonikom"

3) Na visokim temperaturama (700-900°C), gvožđe reaguje sa vodenom parom:

3Fe + 4H 2 O t˚C → Fe 3 O 4 + 4H 2

4) Gvožđe reaguje sa nemetalima kada se zagreje:

Fe + S t˚C → FeS

5) Gvožđe se lako otapa u hlorovodoničnom i razblaženom sumpornom kiselinom pod normalnim uslovima:

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 (razd.) = FeSO 4 + H 2

6) Gvožđe se rastvara u koncentrisanim oksidacionim kiselinama samo kada se zagreje

2Fe + 6H 2 SO 4 (konc. .) t˚C → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe + 6HNO 3 (konc. .) t˚C → Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 Oželjezo(III)

7. Upotreba gvožđa.

Najveći dio željeza proizvedenog u svijetu koristi se za proizvodnju lijevanog željeza i čelika - legura željeza sa ugljikom i drugim metalima. Liveno gvožđe sadrži oko 4% ugljenika. Čelici sadrže manje od 1,4% ugljika.

Liveno gvožđe je neophodno za proizvodnju raznih odlivaka - okvira teških mašina itd.

Proizvodi od livenog gvožđa

Čelici se koriste za izradu mašina, raznih građevinskih materijala, greda, limova, valjanih proizvoda, šina, alata i mnogih drugih proizvoda. Za proizvodnju različitih vrsta čelika koriste se tzv. legirajući aditivi, a to su različiti metali: M

Simulator br. 2 - Genetska serija Fe 3+

Simulator br. 3 - Jednačine reakcije gvožđa sa jednostavnim i složenim supstancama

Zadaci za konsolidaciju

br. 1. Zapišite reakcijske jednačine za proizvodnju željeza iz njegovih oksida Fe 2 O 3 i Fe 3 O 4, koristeći kao redukcijsko sredstvo:
a) vodonik;
b) aluminijum;
c) ugljen monoksid (II).
Za svaku reakciju napravite elektronsku ravnotežu.

br. 2. Izvršite transformacije prema shemi:
Fe 2 O 3 -> Fe - +H2O, t -> X - +CO, t -> Y - +HCl ->Z
Naziv proizvoda X, Y, Z?

Ako vam je periodni sistem težak za razumevanje, niste sami! Iako može biti teško razumjeti njegove principe, učenje kako ga koristiti pomoći će vam pri proučavanju nauke. Prvo, proučite strukturu tabele i koje informacije iz nje možete naučiti o svakom hemijskom elementu. Tada možete početi proučavati svojstva svakog elementa. I na kraju, koristeći periodni sistem, možete odrediti broj neutrona u atomu određenog kemijskog elementa.

Koraci

Dio 1

Struktura tabele

Periodični sistem, ili periodni sistem hemijskih elemenata, počinje u gornjem levom uglu i završava se na kraju poslednjeg reda tabele (donji desni ugao). Elementi u tabeli su raspoređeni s lijeva na desno prema rastućem redoslijedu njihovog atomskog broja. Atomski broj pokazuje koliko je protona sadržano u jednom atomu. Osim toga, kako se atomski broj povećava, tako se povećava i atomska masa. Dakle, prema lokaciji elementa u periodnom sistemu, može se odrediti njegova atomska masa.

1. Kao što možete vidjeti, svaki sljedeći element sadrži jedan proton više od elementa koji mu prethodi. Ovo je očigledno kada pogledate atomske brojeve. Atomski brojevi se povećavaju za jedan kako se krećete s lijeva na desno. Pošto su elementi raspoređeni u grupe, neke ćelije tabele ostaju prazne.

   • Na primjer, prvi red tabele sadrži vodonik, koji ima atomski broj 1, i helijum, koji ima atomski broj 2. Međutim, oni se nalaze na suprotnim rubovima jer pripadaju različitim grupama.

2. Saznajte više o grupama koje sadrže elemente sa sličnim fizičkim i hemijskim svojstvima. Elementi svake grupe nalaze se u odgovarajućoj vertikalnoj koloni. Obično se identificiraju istom bojom, što pomaže identificirati elemente sa sličnim fizičkim i kemijskim svojstvima i predvidjeti njihovo ponašanje. Svi elementi određene grupe imaju isti broj elektrona u svojoj vanjskoj ljusci.

   • Vodonik se može klasifikovati i kao alkalni metal i kao halogeni. U nekim tabelama je naznačeno u obe grupe.
   • U većini slučajeva, grupe su numerisane brojevima od 1 do 18, a brojevi se nalaze na vrhu ili dnu tabele. Brojevi se mogu navesti rimskim (npr. IA) ili arapskim (npr. 1A ili 1) brojevima.
   • Kada se krećete duž kolone od vrha do dna, kaže se da „pretražujete grupu“.

3. Saznajte zašto u tabeli postoje prazne ćelije. Elementi su poredani ne samo prema atomskom broju, već i po grupama (elementi u istoj grupi imaju slična fizička i hemijska svojstva). Zahvaljujući tome, lakše je razumjeti kako se određeni element ponaša. Međutim, kako se atomski broj povećava, elementi koji spadaju u odgovarajuću grupu nisu uvijek pronađeni, tako da u tabeli postoje prazne ćelije.

   • Na primjer, prva 3 reda imaju prazne ćelije jer se prijelazni metali nalaze samo od atomskog broja 21.
   • Elementi sa atomskim brojevima od 57 do 102 klasifikovani su kao elementi retkih zemalja i obično su smešteni u svoju podgrupu u donjem desnom uglu tabele.

4. Svaki red tabele predstavlja tačku. Svi elementi istog perioda imaju isti broj atomskih orbitala u kojima se nalaze elektroni u atomima. Broj orbitala odgovara broju perioda. Tabela sadrži 7 redova, odnosno 7 tačaka.

   • Na primjer, atomi elemenata prvog perioda imaju jednu orbitalu, a atomi elemenata sedmog perioda imaju 7 orbitala.
   • Po pravilu, periodi su označeni brojevima od 1 do 7 na lijevoj strani tabele.
   • Dok se krećete duž linije s lijeva na desno, kaže se da "skenirate period".

5. Naučite razlikovati metale, metaloide i nemetale. Bolje ćete razumjeti svojstva elementa ako možete odrediti koji je tip. Radi praktičnosti, u većini tablica metali, metaloidi i nemetali su označeni različitim bojama. Metali su na lijevoj, a nemetali na desnoj strani stola. Između njih se nalaze metaloidi.

   Dio 2

   Oznake elemenata

   1. Svaki element je označen jednim ili dva latinična slova. U pravilu, simbol elementa je prikazan velikim slovima u sredini odgovarajuće ćelije. Simbol je skraćeno ime za element koji je isti u većini jezika. Simboli elemenata se obično koriste prilikom izvođenja eksperimenata i rada s kemijskim jednadžbama, pa je korisno zapamtiti ih.

      • Tipično, simboli elemenata su skraćenice njihovog latinskog naziva, iako su za neke, posebno nedavno otkrivene elemente, izvedeni iz uobičajenog naziva. Na primjer, helijum je predstavljen simbolom He, koji je blizak uobičajenom nazivu u većini jezika. Istovremeno, željezo se označava kao Fe, što je skraćenica njegovog latinskog naziva.

   2. Obratite pažnju na puni naziv elementa ako je dat u tabeli. Ovaj element "name" se koristi u redovnim tekstovima. Na primjer, "helij" i "ugljik" su nazivi elemenata. Obično, iako ne uvijek, puni nazivi elemenata su navedeni ispod njihovog hemijskog simbola.

      • Ponekad tabela ne navodi nazive elemenata već samo daje njihove hemijske simbole.

   3. Pronađite atomski broj. Obično se atomski broj elementa nalazi na vrhu odgovarajuće ćelije, u sredini ili u uglu. Može se pojaviti i ispod simbola ili imena elementa. Elementi imaju atomske brojeve od 1 do 118.

      • Atomski broj je uvijek cijeli broj.

   4. Zapamtite da atomski broj odgovara broju protona u atomu. Svi atomi elementa sadrže isti broj protona. Za razliku od elektrona, broj protona u atomima elementa ostaje konstantan. U suprotnom, dobili biste drugačiji hemijski element!

      • Atomski broj elementa također može odrediti broj elektrona i neutrona u atomu.

   5. Obično je broj elektrona jednak broju protona. Izuzetak je slučaj kada je atom jonizovan. Protoni imaju pozitivan naboj, a elektroni negativni. Budući da su atomi obično neutralni, oni sadrže isti broj elektrona i protona. Međutim, atom može dobiti ili izgubiti elektrone, u tom slučaju postaje ioniziran.

      • Joni imaju električni naboj. Ako ion ima više protona, on ima pozitivan naboj, u kom slučaju se znak plus stavlja iza simbola elementa. Ako ion sadrži više elektrona, ima negativan naboj, označen znakom minus.
      • Znaci plus i minus se ne koriste ako atom nije jon.