铁质(ferrous)和铁(ferric)的区别
铁是地球上最丰富的金属元素之一,铁(Fe2+)和铁(Fe2+)是铁元素的两种氧化形式,它们的电子性质存在差异配置。铁质有+2氧化态,铁有+3氧化态。换言之,它们是来自一个母体元素的两个稳定离子。这两种离子的主要区别在于它们的电子构型。铁离子是通过消除铁原子中的二维电子而形成的,而铁离子是通过消除铁原子中的三维电子而形成的。这就产生了不同的化学性质,不同的酸度,不同的反应性和磁性,以及化学配合物和溶液的不同颜色。
什么是铁质(ferrous)?
亚铁具有+2氧化状态;通过从中性铁原子中移除两个3s壳层电子而形成。在亚铁的形成过程中,3d电子保持不变,产生的离子全部有6个d电子。亚铁离子是顺磁性的,因为它在最外层有不成对的电子。尽管它有偶数个d-电子,但当它们填充到五个d-轨道时,有些电子在离子中保持不成对。但当它与其他配体结合时,这种性质可以改变。亚铁离子相对来说比铁离子更基本。
什么是铁(ferric)?
三价铁具有+3氧化态,它是从中性铁原子中除去两个3s壳层电子和一个d电子而形成的。三价铁的外层有5d电子,由于半填充轨道的额外稳定性,这种电子构型相对稳定。铁离子比亚铁离子酸性更强。铁离子在某些反应中可以起氧化剂的作用。例如,如果是碘,它可以将碘离子氧化成深棕色溶液。
2Fe3+(aq)+2I–(aq)→2Fe2+(aq)+I2(aq/s)
铁质(ferrous)和铁(ferric)的区别
亚铁和铁的特性:
电子组态:
铁的电子构型是;
1s2、2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d6
黑色金属:
亚铁是从铁原子中除去两个电子(两个3s电子)而形成的。亚铁在d壳层中有六个电子。
铁→铁2++2e
它的电子构型为1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,3d6。
铁:
铁是从铁中除去三个电子(两个3s电子和一个d电子)而形成的。三价铁在d壳层中有五个电子。这是d轨道中的半填充态,被认为是相对稳定的。因此,铁离子比亚铁离子相对稳定。
铁→铁3++3e
电子构型为1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,3d5。
水中溶解度:
黑色金属:
当亚铁离子存在于水中时,它会产生一种清澈、无色的溶液。因为,亚铁完全溶于水。天然水体中含有少量的Fe2+。
铁:
当水中存在铁(Fe3+)离子时,可以清楚地识别。因为,它会产生一种对水有独特味道的彩色沉积物。这些沉积物是由于铁离子不溶于水而形成的。当铁离子溶解在水中时,是很不愉快的;人们不能使用含有铁离子的水。
含水复杂地层:
黑色金属:
亚铁离子与六个水分子形成络合物,称为六水铁离子[Fe(H2O)6]2+(aq)。它是淡绿色的。
铁:
铁离子与六个水分子形成络合物,称为六水铁(III)离子[Fe(H2O)6]3+(aq)。它是淡紫色的。
Image Courtesy: 1. “Iron(II) oxide” [Public Domain] via Comm*** 2. “Iron(III)-oxide-sample” by Benjah-bmm27 – Own work. [Public Domain] via Comm***