РОЗДІЛ 3 МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ
ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ІА – ІІІА ГРУП
§ 67. Ферум
Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:
Характеризувати Ферум за його місцем у періодичній системі та будовою атома; поширеність у природі; наводити приклади природних сполук Феруму;
Висловлювати судження про його біологічну роль.
Наукова назва елемента Ферум походить від лат. ферум – залізо, а назва простої речовини “залізо” – від санскритського слова жалжа, що означає метал, руда.
Ферум – один з найважливіших
Ферум належить до d-елементів, міститься в VIIIБ групі періодичної системи. Схарактеризуємо деякі особливості d-елементів. Спільним для них є те, що електрони заповнюють у їх атомах не зовнішній, а перед зовнішній підрівень енергетичного рівня. Так, у атомах Феруму після заповнення 4в-підрівня заповнюється не зовнішній 4р-підрівень, а третій (передостанній) – 3й-підрівень. Електронна формула атома Феруму
Отже, у d-елементів валентними в їх атомах є s-електрони зовнішнього і d-електрони передзовнішнього енергетичного рівнів. Це зумовлює такі особливості d-елементів:
1. У періодичній системі d-елементи містяться між s – та р-елементами і належить до Б груп.
2. d-Елементи – це металічні елементи, а їх прості речовини – метали.
3. Більшість d-елементів мають змінні ступені окиснення й утворюють оксиди та гідроксиди кислотно-основного характеру (чим більше значення ступеня окиснення, тим сильніше виражені кислотні властивості).
4. Хімічна активність металічних елементів у Б групах послаблюється зі збільшенням атомного номера.
– Проаналізуйте дані табл. 21 і поясніть, чому Ферум належить до металічних елементів.
Т а б л и ц я 21
Характеристика елемента Феруму
Ферум порівняно легко втрачає два електрони і перетворюється на йон Fe2+, може втратити ще один електрон із 3d-підрівня і перетворитися в йон Fe3+.
Електронно-графічні формули зовнішнього енергетичного рівня Феруму та йонів Fe2+ і Fe3+ такі:
Отже, можливі ступені окиснення Феруму +2 і +3, рідше +6, наприклад у фератах (Me2FeO4). Сполук Феруму зі ступенем окиснення +8, що відповідає номеру групи і числу валентних електронів, поки не виявлено.
Ферум достатньо активний металічний елемент, що й зумовило його поширеність у природі переважно у вигляді сполук.
Поширеність у природі. Ферум існує як самородне залізо та у вигляді оксидів і сульфідів (мал. 123).
Самородне залізо – це мінерал Феруму з домішками нікелю (мал. 123, а). Міститься в основному в метеоритах. Ферум зосереджений переважно у залізних рудах.
Мал. 123. Природні сполуки Феруму: а – самородне залізо; б – магнетит; в – гематит; г – лимоніт; г – пірит; д – сидерит
Мал. 124. Сполуки Фєруму на берегах водойм
Залізні руди – це природне мінеральне утворення, що містить Ферум та його сполуки в такій кількості, що промислове добування металу економічно доцільне.
Серед них найважливішими є: магнетит Fe3O4 (магнітний залізняк) – містить 72 % Феруму (мал. 123, б); гематит Fe2O3 (червоний залізняк) – 70 % Феруму (123, в), є родовища в Україні (Криворізький, Білозерський, Кременчуцький залізорудні басейни); лимоніт 2Fe2O3 – 3H2O (бурий залізняк) – до 60 %
Феруму (мал. 123, г); в Україні – Керченський залізорудний басейн; пірит FeS2 – містить приблизно 47 % Феруму (мал. 123, г); сидерит FeCO3 (залізний шпат) – до 48 % Феруму (мал. 123, д).
У природній воді Ферум міститься у вигляді йонів Fe2+. Вони, як сильні відновники, окиснюються киснем повітря, перетворюються на йони Fe3+, що осаджуються з води у складі нерозчинного ферум(ІІІ) гідроксиду бурого кольору (мал. 124).
Біологічне значення. Ферум є скрізь – у живій природі, морській воді, грунті та в космосі. В організмі людини є в складі гемоглобіну крові й зумовлює її червоне забарвлення.
– Пригадайте, яку функцію в організмі людини виконує гемоглобін. Добова норма Феруму в організмі дорослої людини становить 11 – 30 мг і значно зростає при інтенсивних м’язових навантаженнях. В організмі людини масою 70 кг міститься 4 – 7 г Феруму. Найбільше його в тканинах печінки і селезінки. Нестача Феруму в крові призводить до недокрів’я, безсилля. Достатньо зв’язаного Феруму міститься в таких продуктах харчування, як печінка, яловичина, гречка, яблука, абрикоси. Слід пам’ятати про токсичний вплив пилу заліза і ферум оксидів: уражаються легені, слизова оболонка рота, зуби.
Коротко про головне
Ферум – d-елемент VIIIБ групи, валентні електрони 3d64s2, тому це металічний елемент. Ступені окиснення +2 і +3, рідше +6. Утворює йони Fe2+ і Fe3+ у складі оксидів, гідроксидів і солей. У природі існує у вигляді залізних руд. Самородне залізо трапляється рідко, переважно в метеоритах. Ферум має біологічне значення, входить до гемоглобіну крові та міоглобіну м’язів.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)