鐵系元素
外观
(重定向自铁系金属)
族 → | 8 | 9 | 10 |
---|---|---|---|
↓ 周期 | |||
4 | 26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
鐵系元素又稱鐵族元素,是指铁、钴、镍這三種性质相似的元素[1],它們在週期表中分別位居8族、9族及10族(合稱ⅧB 族)之首,位於6個鉑族元素上方。鐵系元素電子殼層的最外層都有兩個電子,但第二外層的電子數不同,分別為6、7、8,再加上它們具有相近的原子半徑,因此它們的性質也會很相似。鐵系元素的一大特徵為其單質在常溫下表現出鐵磁性。
鐵系元素主要性質的比較
[编辑]物理性质
[编辑]铁系元素的元素及物理性质见下表:
名称 |
主要化合价 |
单质沸点(℃) |
||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
鐵 | Fe | 26 | 0.126 | 2,8,14,2 | +2、+3 | 固体,铁磁性 | 55.85 | 7.874 | 4.0 | 1538 | 2862 | 1.83 |
鈷 | Co | 27 | 0.135 | 2,8,15,2 | +2 | 固体,铁磁性 | 58.93 | 8.9 | 5.0 | 1495 | 2927 | 1.88 |
鎳 | Ni | 28 | 0.135 | 2,8,16,2 2,8,17,1 |
+2 | 固体,铁磁性 | 58.69 | 8.908 | 4.0 | 1455 | 2913 | 1.91 |
化学性质
[编辑]铁系元素单质的性质相似,如它们都可以和酸反应,形成+2价的盐:
- M + 2 HCl → MCl2 + H2↑
但和氧化性酸反应时,铁会被氧化至+3价,其余元素保持+2价。
化合物
[编辑]铁系元素化合物的性质见下表:
Fe(II) | Fe(III) | Co(II) | Co(III) | Ni(II) | Ni(III) | |
---|---|---|---|---|---|---|
氧化物 | ![]() 氧化亚铁 FeO mp 1370℃ |
![]() 氧化铁 Fe2O3 mp 1566℃(dec) |
氧化钴(II) CoO 黑色固体 |
氧化钴(III) Co2O3 黑色固体 有强氧化性 |
![]() 氧化镍 NiO |
![]() 三氧化二镍 Ni2O3 |
四氧化三铁 Fe3O4 mp 1538℃(dec) |
四氧化三钴 Co3O4 |
|||||
氟化物 | 氟化亚铁 FeF2 无色晶体 |
氟化铁 FeF3 |
氟化钴(II) CoF2 |
氟化钴(III) CoF3 浅棕色固体 |
氟化镍(II) NiF2 |
氟化镍(III) NiF3 |
氯化物 | ![]() 氯化亚铁 FeCl2 |
![]() 氯化铁 FeCl3 易潮解 |
![]() 氯化钴 CoCl2 在空气中吸水变红 |
CoCl3极不稳定 | ![]() 氯化镍 NiCl2 |
NiCl3不存在 |
硫酸盐 | ![]() 硫酸亚铁 FeSO4·7H2O 可溶于水,溶液易氧化 |
硫酸铁 Fe2(SO4)3·6H2O 缓慢溶于水 |
![]() 硫酸钴 CoSO4·7H2O |
硫酸钴(III) Co2(SO4)3 强氧化剂,遇水分解 |
![]() 硫酸镍 NiSO4 |
Ni2(SO4)3不存在 |
硫酸铵複盐 | ![]() 硫酸亚铁铵(莫尔盐) (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O |
![]() 硫酸铁铵 NH4Fe(SO4)2·12H2O |
硫酸钴铵 (NH4)2Co(SO4)2·6H2O |
硫酸镍铵 (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O 蓝绿色晶体,可溶于水 |
||
硝酸盐 | 硝酸亚铁 Fe(NO3)2 仅存在于溶液中 |
![]() 硝酸铁 Fe(NO3)3·9H2O 潮解变黄 |
![]() 硝酸钴 Co(NO3)2·6H2O 易潮解 |
硝酸钴(III) Co(NO3)3 绿色固体,吸湿 |
![]() 硝酸镍 Ni(NO3)2·6H2O 易潮解 |
Ni(NO3)3不存在 |
草酸盐 | ![]() 草酸亚铁 FeC2O4·2H2O |
草酸铁 Fe2(C2O4)3 淡黄色(无水)固体 黄色(六水)固体 难溶于水 可溶于草酸盐溶液中 |
草酸钴 CoC2O4 难溶于水 |
草酸镍 NiC2O4·2H2O 淡绿色晶体 |
||
氰配合物 | ![]() 六氰合铁(II)酸钾(亚铁氰化钾) K4[Fe(CN)6]·3H2O |
六氰合铁(III)酸钾(铁氰化钾) K3[Fe(CN)6] |
![]() 六氰合钴(III)酸钾(钴氰化钾) K3[Co(CN)6] |
![]() 四氰合镍(II)酸钾 K2[Ni(CN)4]·xH2O |
此外,铁系元素还有低价、高价的化合物,如含零价铁的Fe(CO)5、含六价铁的K2FeO4等。
参考文献
[编辑]- ^ 北师大 等. 无机化学(下册)第四版. 高等教育出版社, 2003. pp 768. ISBN 978-7-04-011583-3
參見
[编辑] IA 1 |
IIA 2 |
IIIB 3 |
IVB 4 |
VB 5 |
VIB 6 |
VIIB 7 |
VIIIB 8 |
VIIIB 9 |
VIIIB 10 |
IB 11 |
IIB 12 |
IIIA 13 |
IVA 14 |
VA 15 |
VIA 16 |
VIIA 17 |
VIIIA 18 | ||||||||||||||||||||
1 | H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |||||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |||||
|
|