«Երկաթ»–ի խմբագրումների տարբերություն
Content deleted Content added
չ 46.241.170.138 (քննարկում) մասնակցի խմբագրումները հետ են շրջվել ERJANIK մասնակցի վերջին տարբերակին։ |
No edit summary |
||
Տող 1.
{{Քիմիական տարր
| անվանում =Երկաթ / Ferrum (Fe)
| համար = 26
| սիմվոլ =Fe
| վերևից =
| ներքևից =[[Ռութենիում|Ru]]
| խումբ = 8
| պարբերություն = 4
| բլոկ =d
| արտաքին տեսք =[[Պատկեր:Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg|220px|Ուլտրամաքուր երկաթ]] Կռելի, արծաթափայլ, սպիտակ, պինդ մետաղ է
| պատկեր =
| ատոմային զանգված =55,847(2)
| радиус атома = 126
| энергия ионизации 1 =759,1 (7,87)
| конфигурация = [Ar] 3d<sup>6</sup> 4s<sup>2</sup>
| ковалентный радиус = 117
| радиус иона = (+3e) 64 (+2e) 74
| электроотрицательность = 1,83
| կոնֆիգուրացիա =[Ar] 3d<sup>6</sup> 4s<sup>2</sup>
| էլեկտրոնային թաղանթ =
| ատոմի շառավիղ =140
| կովալենտային շառավիղ = 125
| Վան-դեր-Վալսի շառավիղ = ...
| իոնի շառավիղ =
| էլեկտրաբացասականություն =
| էլեկտրոդային պոտենցիալ =Fe←Fe<sup>3+</sup> −0,04 В<br />Fe←Fe<sup>2+</sup> −0,44 В
| օքսիդացման աստիճան =
| իոնիզացման էներգիա 1 =
| իոնիզացման էներգիա 2 =
| իոնիզացման էներգիա 3 =
| ֆազ =
| խտություն =7,874
| խտություն2 =
| խտություն3 =
| խտություն հջ =
| հալման ջերմաստիճան =
| եռման ջերմաստիճան =
| կրիտիկական կետ Կ =
| հալման ջերմունակություն =
| հալման ջերմունակություն2 =
| գոլորշիացման ջերմունակություն =
| ջերմունակություն = 25,14
| էլեկտրոդային պոտենցիալ=Fe←Fe<sup>3+</sup> −0,04 В<br />Fe←Fe<sup>2+</sup> −0,44 В
| օքսիդացման աստիճան= +2, +3
| իոնիզացման էներգիա 1 =
| իոնիզացման էներգիա 2 =
| իոնիզացման էներգիա 3 =
| ֆազ =
| խտություն =7,874
| խտություն2 =
| խտություն3 =
| խտություն հջ =
| հալման ջերմաստիճան =1812 Կ (1538,85 ° C)
| եռման ջերմաստիճան =3134
| կրիտիկական կետ Կ =
| հալման ջերմունակություն =
| հալման ջերմունակություն2 =
| գոլորշիացման ջերմունակություն =6088 կՋ/կգ ~ 340
| խտություն = 7,874
| ջերմունակության =
| ջերմունակություն2 =
| մոլային ծավալ = 7.1
| հագեցած գոլորշի =
| ճնշում հգ 1 =
| ճնշում հգ 10 =
| ճնշում հգ 100 =
| ճնշում հգ 1 k =
| ճնշում հգ 10 k =
| ճնշում հգ 100 k =
| բյուրեղացանցի կառուցվածք = խորանարդ
| բյուրեղացանցի տվյալներ = 2,866
| C/a հարաբերություն =
| Դեբայի ջերմաստիճան =460
| մագնիսական կառուցվածք =
| տեսակարար դիմադրություն =
| ջերմահաղորդականություն =80.4
| ջերմաստիճանահաղորդականություն =
| ջերմային ընդարձակում =
| ձայնի արագություն =
| Յունգի մոդուլ =
| CAS համար =
| արգելվող գոտի =
| իզոտոպներ =
| իզոտոպներ լրացումներ =
}}
{{Պարբերական համակարգի տարր|align=center|fontsize=100%|number=26}}
'''Երկաթ''', քիմիականնշանը՝ '''Fe''' ({{lang-la|Ferrum}}): Երկաթը d-տարր է, [[պարբերական համակարգ]]ի ութերորդ խմբի երկրորդական ենթախմբում է՝ ատոմային համարը՝ 26։ Այն սպիտակ-արծաթափայլ մետաղ է։ Ատոմի էլեկտրոնային բանաձևն է
1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>2</sup>3p<sup>6</sup>3d<sup>6</sup>4s<sup>2</sup>:
Բացի Էներգիական չորրորդ մակարդակի 2 էլեկտրոնից, քիմիական կապերի առաջացմանը կարող են մասնակցել նաև երրորդ մակարդակի d-էլեկտրոնները:
Երկաթին բնորոշ են գերազանցապես +2 և +3 օքսիդացման աստիճանները: Սակայն կան շատ քիչ թվով խիստ անկայուն միացություններ, որոնցում դրսևորվում է +6 օքսիդացման աստիճան:
Բնության մեջ տարածվածությամբ (4,65%) զբաղեցնում է չորրորդն է՝ թթվածնից(O), սիլիցիումից (Si) և ալյումինից (Al<ref>''[[Карапетьянц, Михаил Христофорович|Карапетьянц М. Х.]], Дракин С. И.'' Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. — 4-е изд., стер. — М.: Химия, 2000, ISBN 5-7245-1130-4, с. 529</ref>).) հետո: Ազատ վիճակում երբեմն հանդիպում է միայն որոշ երկաթաքարերի տեսքով: Գտնվում է հիմնականում օքսիդային հանքաքարերում, որոնցից կարևորներն են գորշ [[երկաթաքար]]ը (լիմոնիտ)(Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> . nH<sub>2</sub>O), կարմիր երկաթաքարը (հեմատիտ)(Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>), մագնիսական երկաթաքարը (մագնետիտ) (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), [[սիդերիտ]]ը (FeCO<sub>3</sub>), պիրիտ (հրաքար)՝ FeS<sub>2</sub> և այլն։
Մարդու օրգանիզմում կա ~ 3գ երկաթ տարր գերազանցապես հեմոգլոբինի բաղադրության մեջ:
== Անվան ծագումը ==
Սլավոներենում ''*želězo'' ({{lang-be|жалеза}}, {{lang-uk|залізо}}, {{lang-cu|желѣзо}}, {{lang-bg|желязо}}, {{lang-pl|żelazo}}, {{lang-cs|železo}}, {{lang-sl|železo}}) ունի հստակ զուգահեռներ [[Բալթյան լեզուների|Բալթյան Լեզուներ]] հետ ({{lang-lt|geležis}}, {{lang-lv|dzelzs}}):
Կա մի քանի տարբերակներ նաև բալթո-սլավոնական բառերի ստուգաբանությունում: Դրանցից մեկը կապվում է հունարեն բառի՝ χαλκός հետ, որը նշանակում է երկաթ ու պղինձ, համաձայն մի ուրիշ վարկածի ''*želězo'' բառը ''*žely'' նշանակում է «կրիա» և ''*glazъ''-«ժայռ», ընդհանուր անվամբ «[[Բնական քար|քար]]»<ref>{{ռուսերեն գիրք|автор=М. Фасмер.|заглавие=Этимологический словарь русского языка|том=2|издание=Прогресс|год=1986|страницы=42—43}}</ref><ref>''Трубачёв О. Н.'' Славянские этимологии. // Вопросы славянского языкознания, № 2, 1957.</ref>.<ref>{{ռուսերեն գիրք|автор=Boryś W.|заглавие=Słownik etymologiczny języka polskiego|издание=Kraków: Wydawnictwo Literackie|год=2005|страницы=753—754}}</ref>:
Ռոմանական լեզուներում՝ ({{lang-it|ferro}}, {{lang-fr|fer}}, {{lang-es|hierro}}, {{lang-pt|ferro}}, {{lang-ro|fier}}) շարունակվում է {{lang-lat|ferrum }}: Լատրներենում՝ ferrum (< ''*ferzom''), ամենայն հավանականությամբ, վերցված է որոշ արևելյան լեզուներից, երևի փյունիկյան լեզուներից:
Գերմանական լեզուներից երկաթի անվանումը վերցվել է ({{lang-got|eisarn}}, {{lang-en|iron}}, {{lang-de|Eisen}}, {{lang-nl|ijzer}}, {{lang-da|jern}}, {{lang-sv|järn}}) հինականում կելտերենից:<ref>{{ռուսերեն գիրք|автор=Мейе А.|заглавие=Основные особенности германской группы языков|издание=УРСС|год=2010|страницы=141}}</ref>:
Պրակելտական բառը ''*isarno-'' (> др.-ирл. iarn, др.-брет. hoiarn), հավանաբար թվագրվում է
«ուժեղ, սուրբ, տիրապետող, գերբնական ուժեր» <ref>{{ռուսերեն գիրք|автор=Matasović R.|заглавие=Etymological Dictionary of Proto-Celtic|издание=Brill|год=2009|страницы=172}}</ref> հասկացությունների մասին:
Հունարենում բառը {{lang-grc2|σίδηρος}}, հնարավոր է վերցվել է նույն աղբյուրից, ինչը Սլավոնական լեզուներում էր, գերմաներենում և բալթյան լեզուներում վերցվել է արծաթ բառից<ref>{{ռուսերեն գիրք|автор=Mallory, J. P., Adams, D. Q.|заглавие=Encyclopedia of Indo-European Culture|издание=Fitzroy-Dearborn|год=1997|pages=314}}</ref>:
Բնական երկաթի կարբոնատի անվանումը գալիս է {{lang-la|sidereus}} - աստղ բառից, իսկապես, առաջին անգամ երկաթը հայտնվելով մարդու ձեռքին ունեցել է մթնոլորտային ծագում: Հնարավոր է նաև որ այդ համընկնումը պատհական չի եղել: Մասնավորապես, հունարենում բառը նշանակում ''սիդերիտ (σίδηρος)'' երկաթի համար և լատիներենից ''sidus'', «աստղ» բառից:
== Իզոտոպներ ==
{{Main|Երկաթի իզոտոպներ}}
Բնական երկաթը ունի չորսը կայուն իզոտոպներ. <sup>54</sup>Fe (իզոտոպի տարածվածությունը 5,845 %), <sup>56</sup>Fe (91,754 %), <sup>57</sup>Fe (2,119 %) և <sup>58</sup>Fe (0,282 %): Հայտնի է ավելի քան 20 անկայուն երկաթի իզոտոպներ հետևյալ զանգվածային թվերով 45-ից 72, որոնցից առավել կայուն է <sup>60</sup>Fe իզոտոպը:
<sup>56</sup>Fe երկաթի իզոտոպը պատկանում է առավել կայուն միջուկների թվին. հետևյալ բոլոր տարրերը կարող ենփոքրացնել էներգիայի կապը մեկ նուկլոնի անկման միջոցով, իսկ բոլոր նախորդ տարրեր, սկզբունքորեն, կարող են նվազեցնել պարտադիր էներգիայի կապը մեկ նուկլոնի սինթեզի միջոցով:
== Երկաթի ստացումը ==
Արդյունաբերությունում երկաթը ստանում են երկաթի հանքաքարից հիմնականում հեմատիտից (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) և մագնիտից (FeO·Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>):
Գոյություն ունեն տարբեր որակական եղանակներ երկաթը հանքաքարից ստանալու համար: Առավել տարածված եղանակներից է, երբ երկաթը ստանում են բացառապես հրամետաղարտադրական եղանակով՝ դոմնային վառարանում:
===== Արտադրության առաջին փուլը. =====
Երկաթը վերականգնում են ածխածնով դոմնային վառարանում 2000°C ջերմաստիճանում: Ստանում են ածխածնով կամ ածխածնի օքսիդով օքսիդներից վերականգնման միջոցով: Վառարանում ածխածինը օքսիդանում է մինչև ածխածնի մոնօքսիդը.
: <math>\mathsf{2C + O_2 \rightarrow 2CO}</math>
Իր հերթին ածխածնի մոնօքսիդը վերականգնում է երկաթը հանքաքարից: Որպեսզի հետևյալ ռեակցիան ընթանա արագ, տաքացված շմոլ գազը բաց են թողնում երկաթի(III) օքսիդի վրայով.
: <math>\mathsf{3CO + Fe_2O_3 \rightarrow 2Fe + 3CO_2}</math>
: <math>\mathsf{Fe + C \rightarrow Fe + CO}</math>
: <math>\mathsf{Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + CO}</math>
Օդում, խոնավության առկայությամբ, հեշտությամբ օքսիդանում է (ժանգոտում է).
: <math>\mathsf{4Fe +
== Ֆիզիկական հատկությունները ==
Երկաթը արծաթափայլ, սպիտակ, պինդ մետաղ է, խտությունը 7,87 գ/սմ<sup>3</sup> է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1539 °C: Շնորհիվ ատոմում առկա չզույգված շատ էլեկտրոնների՝ երկաթն ունի պարամագնիսական հատկություն. ձգվում է մագնիսի կողմից: Այդ մետաղին բնորոշ են արագ մագնիսանալու և ապամագնիսանալու հատկությունները, ինչը հնարավորություն է տալիս երկաթը լայնորեն օգտագործելու էլեկտրատեխնիկայում և էլեկտրոնային սարքերում: Չափազանց մաքուր երկաթը բավականին կայուն է օդի թթվածնի նկատմամբ, սակայն սովորական մետաղը (խառնուկներ պարունակող) օդում աստիճանաբար ենթարկվում է կերամշակման, մանավանդ խոնավության առկայությամբ.
: <math>\mathsf{2Fe + O_2 + 2H_2O \rightarrow 2Fe(OH)_2 }</math>
== Քիմիական հատկությունները ==
===== Օքսիդացման աստիճանի բնույթը =====
{| class="wikitable"
|-
! Օքսիդացման աստիճանը !! օքսիդ !! Հիդրօքսիդ !! Բնույթը !! Ծանոթությունը
|-
| +2 || FeO || Fe(OH)<sub>2</sub> || Թույլ հիմնային ||Թույլ վերականգնող
|-
| +3 || Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> || Fe(OH)<sub>3</sub> || Շատ թույլ հիմնային, հաճախ ամֆոտերիկ || Թույլ օքսիդացնող
|-
| +6 || ձեռք չի բերվել|| <H<sub>2</sub>FeO<sub>4</sub>><sup>*</sup> || Թթու || Ուժեղ օքսիդացնող
|}
Երկաթի տաքացված լարը թթվածնի մեջ մտցնելիս բուռն այրվում է՝ արձակելով շիկացած շիթեր և վերածվելով, այսպես կոչված, «խառը» օքսիդի՝ Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>.
: <math>\mathsf{3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4}</math>
Ջրածնի հետ երկաթը չի փոխազդում: Հալոգենների հետ օքսիդանում է մինչև +3 օքսիդացման աստիճան: Օրինակ՝
: <math>\mathsf{3Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}</math>
Դիտարժան է նաև երկաթի ռեակցիան ծծմբի հետ: Այդ նյութերի փոշիների խառնուրդը փորձանոթում տաքացնելիս սկսվում է բուռն ջերմանջատիչ ռեակցիա, որի հետևանքով գոյանում է երկաթի սուլֆիդ.
: <math>\mathsf{Fe + S \rightarrow FeS}</math>
Երկաթը սովորական թթուներից անջատում է ջրածին՝ առաջացնելով երկվալենտ երկաթի աղ: Օրինակ՝
: <math>\mathsf{Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2}</math>
: <math>\mathsf{Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2}</math>
Օքսիդիչ թթուներից խիտ ծծմբականի հետ չի փոխազդում սովորական ջերմաստիճաններում, ինչը հնարավորություն է տալիս մեծաքանակ թթուն տեղափոխելու երկաթե տարողություններով: Խիտ ազոտական թթուն ևս չի փոխազդում երկաթի հետ: Նշված երկու թթուներն էլ պասիվացնում են երկաթը՝ վերջինիս մակերևույթի վրա առաջացնելով օքսիդացման այնպիսի արգասիքներ, որոնք արգելափակում են թթվի անմիջական հպումը մետաղի հետ: Նոսր ազոտական թթուն, այնուամենայնիվ, փոխազդու է երկաթի հետ.
: <math>\mathsf{8Fe + 30HNO_3 \rightarrow 8Fe(NO_3)_3 + 3NH_4NO_3 + 9H_2O}</math>
Երկաթն ակտիվ մետաղ է և կարող է մի շարք մետաղների դուրս մղել իրենց աղերի ջրային լուծույթներից.
: <math>\mathsf{Fe + CuCl_2 \rightarrow FeCl_2 + Cu}</math>
Ջրի հետ փոխազդում է միայն շատ բարձր ջերմաստիճաններում (ջրային գոլորշու հետ).
: <math>\mathsf{3Fe + 4H_2O \rightarrow Fe_3O_4 + 4H_2}</math>
===== Փոխազդեցությունը թթուների հետ =====
*Աղաթթվի հետ.
:: <math>\mathsf{Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow}</math>
* Նոսր ծծմբական թթվի հետ.
:: <math>\mathsf{Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2\uparrow}</math>
* Խիտ ազոտական և ծծմբական թթուների հետ.
:: <math>\mathsf{2Fe + 6H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2\uparrow + 6H_2O}</math>
* Երկաթը արյվում է օդում
:: <math>\mathsf{3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4}</math>
* Այրումը մաքուր թթվածնով.
:: <math>\mathsf{4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3}</math>
:: <math>\mathsf{2Fe + O_2 \rightarrow 2FeO}</math>
:: <math>\mathsf{Fe + S \rightarrow FeS}</math>
:: <math>\mathsf{2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3}</math>
:: <math>\mathsf{2Fe + 3Br_2 \rightarrow 2FeBr_3}</math>
:: <math>\mathsf{3Fe + 4I_2 \rightarrow Fe_3I_8}</math>
:: <math>\mathsf{6Fe + N_2 \rightarrow 2Fe_3N}</math>
:: <math>\mathsf{Fe + P \rightarrow FeP}</math>
:: <math>\mathsf{2Fe + P \rightarrow Fe_2P}</math>
:: <math>\mathsf{3Fe + P \rightarrow Fe_3P}</math>
:: <math>\mathsf{3Fe + C \rightarrow Fe_3C}</math>
:: <math>\mathsf{Fe + Si \rightarrow FeSi}</math>
:: <math>\mathsf{3Fe + 4H_2O \rightarrow Fe_3O_4 + 4H_2\uparrow}</math>
:: <math>\mathsf{Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu}</math>
:: <math>\mathsf{Fe + 2FeCl_3 \rightarrow 3FeCl_2}</math>
== Արտաքին հղումներ ==
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fe/key.html Երկաթը Webelements]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb026.htm Երկաթը հայտնի քիմիական տարրերի գրադարանում]
* [http://chemistry-chemists.com/N3_2012/U3/img/Fe1.html Երկաթի լուսանկարները «Քիմիա և Քիմիկոսներ» կայքում]
* [http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1527.html Երկաթը XuMuK.ru կայքում]
* [http://www.uralgold.ru/otherPI_Fe.html Երկաթի հանքավայրեր]
* [http://nauka.relis.ru/08/0412/08412112.htm Հիվանդություները մարդու օրգանիզմում, որոնք առաջանում են երկաթի անբավարարության դեպքում]
== Տես նաև ==
* [[Պարբերական աղյուսակ]]
== Ծանոթագրություններ ==
{{ծանցանկ}}
{{Փոքր պարբերական աղյուսակ}}
Տող 38 ⟶ 211՝
{{Link FA|af}}
{{Link FA|eo}}
{{Link GA|eo}}
{{Link FA|eo}}
{{Link GA|eo}}
| |||