酸化鉄の構造、性質、命名法、用途



A 酸化鉄 鉄と酸素の間に形成される化合物のいずれかです。それらはイオン性および結晶性であることを特徴とし、それらはそれらのミネラルの侵食の散在した生成物であり、床、植物塊、そしてさらには生きている有機体の内部を構成する。.

それはそれから地球の地殻で優勢な化合物のファミリーの1つです。彼らは正確に何ですか？今日までに１６個の酸化鉄が知られており、それらの大部分は天然起源のものであり、その他は極端な圧力または温度条件下で合成されたものである。.

上の画像では、酸化鉄粉末の一部が示されています。その特徴的な赤い色は錆として知られているものの中でいくつかの建築要素の鉄を覆っています。また、ゲーサイトの黄色い粉末（α-FeO​​OH）のような他の鉱物と混ざっている斜面、山または土で観察されます.

最も一般的に知られている酸化鉄はヘマタイト（α-Fe）です。2○3）とマグヘマイト（yr-信仰）2○3）、酸化第二鉄の両方の多形体。そして、少なくとも、マグネタイト（信仰3○4）それらの多形構造およびそれらの大きい表面積は、それらを収着剤のような、または広い用途を有するナノ粒子の合成のための興味深い材料にする。.

索引

  • 1つの構造
    • 1.1多型
    • 1.2構造リンク
  • 2プロパティ
  • 3命名法
    • 3.1体系的な命名法
    • 3.2ストック命名法
    • 3.3伝統的な命名法
  • 4つの用途
    • 4.1ナノ粒子
    • 4.2顔料
  • 5参考文献

構造

上の画像は、鉄が+2価を持つ酸化鉄の一つであるFeOの結晶構造を表しています。赤い球は陰イオンOに対応します2-, 一方、黄色のものは鉄カチオンに2+. 各信仰にも注意してください2+ 6つのOに囲まれている2-, 八面体配位単位を形成する.

したがって、ＦｅＯの構造はＦｅＯの単位に「崩れる」可能性がある。6, 中心の原子は信仰です2+. オキシ水酸化物または水酸化物の場合、八面体単位はＦｅＯである。3（OH）3.

八面体の代わりにいくつかの構造では四面体単位、FeO4. このため、酸化鉄の構造は通常、八面体または鉄中心を持つ四面体で表されます。.

酸化鉄の構造は、圧力や温度の条件、Fe / O比（鉄1個あたりの酸素数、その逆）、鉄の価数（+ 2、+ 3、そしてまれに合成酸化物では、+ 4）.

一般に、かさ高いアニオンO2- それらは穴が鉄カチオンを収容するシートを形成するように整列している2+ 信仰3+. したがって、両方の原子価を持つ鉄を持つ酸化物（マグネタイトなど）があります。.

多型

鉄の酸化物は、多形性、すなわち同じ化合物に対して異なる構造または結晶配列を示す。酸化鉄、鉄2○3, 最大4つの可能な多形体があります。ヘマタイト、α-Fe2○3, それはすべての中で最も安定しています。マグヘマイトが続く2○3, そして合成β-Feの場合2○3 そしてε-信仰2○3.

それらのすべてはそれら自身のタイプの構造と結晶系を持っています。ただし、2：3の比率は一定のままなので、3つのアニオンがあります。2- 2つのFeカチオンごと3+. 違いは八面体FeO単位がどのように配置されているかにある6 空間でそしてどのようにあなたは一緒に来ますか.

構造リンク

八面体FeOユニット6 それらは優れたイメージの助けを借りて視覚化することができます。 Oは八面体の角にあります2-, その中心にいる間に信仰2+ 信仰3+（信仰の場合2○3）これらの八面体が空間に配置されている方法は酸化物の構造を明らかにする.

ただし、それらはまた、それらがどのようにリンクされているかにも影響を与えます。たとえば、2つの八面体は、酸素ブリッジで表される2つの頂点（Fe-O-Fe）に触れることによって結合できます。同様に、八面体は（互いに隣接している）それらの縁を介して接合することができる。それはそれから2つの酸素橋と表される：Fe-（O）2-信仰.

そして最後に、八面​​体は彼らの顔を通して相互作用することができます。したがって、表示は3つの酸素橋を使ったものになります。Fe-（O）3-八面体がどのように結合しているかによって、原子間のFe-Fe間距離、したがって酸化物の物理的性質が変化します。.

プロパティ

酸化鉄は磁性を持つ化合物です。これらは、反強磁性、フェリ磁性、またはフェリ磁性である可能性があり、Feの価数および陽イオンが固体中でどのように相互作用するかによって異なります。.

固体の構造は非常に多様であるため、それらの物理的および化学的特性も同様です。.

例えば、Feの多形体と水和物2○3 融点（1200〜1600ºCの範囲）と密度の値が異なります。しかしながら、それらは一般に、Ｆｅに起因する低い溶解度を有する。3+, 同じ分子量、褐色で、酸性溶液に溶けにくい.

命名法

IUPACは、酸化鉄を指定するための3つの方法を確立しています。 3つすべてが非常に便利ですが、複合酸化物（Feなど）には7○9）その単純さのために体系的に他を統治する.

体系的な命名法

酸素と鉄の数は考慮され、モノ、ジ、トリなどのギリシャの数字の接頭辞でそれらを命名する。この命名によると信仰2○3 それは呼ばれます： トライの酸化物 ジ鉄そして信仰のために7○9 その名前は次のとおりです。.

ストック命名法

これは鉄の価数を考慮しています。それが信仰のことなら2+, 酸化鉄は書かれています...そしてその原子価は括弧で囲まれたローマ数字で。信仰のために2○3 その名前は次のとおりです。酸化鉄（III）.

その信仰に注意してください3+ 代数和によって決定できます。 Oなら2- 2つの負電荷があり、それらのうちの3つがあります、-6を追加します。これを中和するには+6が必要ですが、Feが2つあるので、それらを2で割る必要があります。+ 6/2 = + 3：

2X（金属原子価）+ 3（-2）= 0

Xをクリアするだけで、酸化物中のFeの原子価を得ることができます。しかし、Xが整数ではない場合（他のほとんどすべての酸化物と同様）、Feの混合物が存在2+ と信仰3+.

伝統的な命名法

Feの価数が+3の場合、接尾辞-icoは接頭辞ferr-に、その価数が2+の場合は-osoとなります。したがって、信仰2○3 それは呼ばれています：酸化第二鉄.

用途

ナノ粒子

酸化鉄は共通の高い結晶化エネルギーを有し、それは非常に小さい結晶を生成することを可能にするが、大きな表面積を有する。.

このため、特定の目的のために酸化物ナノ粒子（NP）を設計および合成するナノテクノロジーの分野で、彼らは大きな関心を集めています。

-触媒として.

-体内の薬物や遺伝子の貯蔵庫として

-タンパク質、糖、脂肪：さまざまな種類の生体分子のための官能面の設計

-磁気データを保存する

顔料

いくつかの酸化物は非常に安定しているので、それらは織物を染色するかまたは任意の材料の表面に鮮やかな色を与えるのに役立つ。床のモザイクから。赤、黄、オレンジ色の絵（さらには緑）。陶器、プラスチック、皮革そして建築作品.

参考文献

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