鐵系元素
外觀
族 → | 8 | 9 | 10 |
---|---|---|---|
↓ 周期 | |||
4 | 26 Fe |
27 Co |
28 Ni |
鐵系元素又稱鐵族元素,是指鐵、鈷、鎳這三種性質相似的元素[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
[編輯]物理性質
[編輯]鐵系元素的元素及物理性質見下表:
名稱 |
主要化合價 |
單質沸點(℃) |
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鐵 | Fe | 26 | 0.126 | 2,8,14,2 | +2、+3 | 固體,鐵磁性 | 55.85 | 7.874 | 4.0 | 1538 | 2862 | 1.83 |
鈷 | Co | 27 | 0.135 | 2,8,15,2 | +2 | 固體,鐵磁性 | 58.93 | 8.9 | 5.0 | 1495 | 2927 | 1.88 |
鎳 | Ni | 28 | 0.135 | 2,8,16,2 2,8,17,1 |
+2 | 固體,鐵磁性 | 58.69 | 8.908 | 4.0 | 1455 | 2913 | 1.91 |
化學性質
[編輯]鐵系元素單質的性質相似,如它們都可以和酸反應,形成+2價的鹽:
- M + 2 HCl → MCl2 + H2↑
但和氧化性酸反應時,鐵會被氧化至+3價,其餘元素保持+2價。
化合物
[編輯]鐵系元素化合物的性質見下表:
Fe(II) | Fe(III) | Co(II) | Co(III) | Ni(II) | Ni(III) | |
---|---|---|---|---|---|---|
氧化物 | 氧化亞鐵 FeO mp 1370℃ |
氧化鐵 Fe2O3 mp 1566℃(dec) |
氧化鈷(II) CoO 黑色固體 |
氧化鈷(III) Co2O3 黑色固體 有強氧化性 |
氧化鎳 NiO |
三氧化二鎳 Ni2O3 |
四氧化三鐵 Fe3O4 mp 1538℃(dec) |
四氧化三鈷 Co3O4 |
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氟化物 | 氟化亞鐵 FeF2 無色晶體 |
氟化鐵 FeF3 |
氟化鈷(II) CoF2 |
氟化鈷(III) CoF3 淺棕色固體 |
氟化鎳(II) NiF2 |
氟化鎳(III) NiF3 |
氯化物 | 氯化亞鐵 FeCl2 |
氯化鐵 FeCl3 易潮解 |
氯化鈷 CoCl2 在空氣中吸水變紅 |
CoCl3極不穩定 | 氯化鎳 NiCl2 |
NiCl3不存在 |
硫酸鹽 | 硫酸亞鐵 FeSO4·7H2O 可溶於水,溶液易氧化 |
硫酸鐵 Fe2(SO4)3·6H2O 緩慢溶於水 |
硫酸鈷 CoSO4·7H2O |
硫酸鈷(III) Co2(SO4)3 強氧化劑,遇水分解 |
硫酸鎳 NiSO4 |
Ni2(SO4)3不存在 |
硫酸銨複鹽 | 硫酸亞鐵銨(莫爾鹽) (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O |
硫酸鐵銨 NH4Fe(SO4)2·12H2O |
硫酸鈷銨 (NH4)2Co(SO4)2·6H2O |
硫酸鎳銨 (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O 藍綠色晶體,可溶於水 |
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硝酸鹽 | 硝酸亞鐵 Fe(NO3)2 僅存在於溶液中 |
硝酸鐵 Fe(NO3)3·9H2O 潮解變黃 |
硝酸鈷 Co(NO3)2·6H2O 易潮解 |
硝酸鈷(III) Co(NO3)3 綠色固體,吸濕 |
硝酸鎳 Ni(NO3)2·6H2O 易潮解 |
Ni(NO3)3不存在 |
草酸鹽 | 草酸亞鐵 FeC2O4·2H2O |
草酸鐵 Fe2(C2O4)3 淡黃色(無水)固體 黃色(六水)固體 難溶於水 可溶於草酸鹽溶液中 |
草酸鈷 CoC2O4 難溶於水 |
草酸鎳 NiC2O4·2H2O 淡綠色晶體 |
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氰配合物 | 六氰合鐵(II)酸鉀(亞鐵氰化鉀) K4[Fe(CN)6]·3H2O |
六氰合鐵(III)酸鉀(鐵氰化鉀) K3[Fe(CN)6] |
六氰合鈷(III)酸鉀(鈷氰化鉀) K3[Co(CN)6] |
四氰合鎳(II)酸鉀 K2[Ni(CN)4]·xH2O |
此外,鐵系元素還有低價、高價的化合物,如含零價鐵的Fe(CO)5、含六價鐵的K2FeO4等。
參考文獻
[編輯]- ^ 北師大 等. 無機化學(下冊)第四版. 高等教育出版社, 2003. pp 768. ISBN 978-7-04-011583-3
參見
[編輯] 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 | |||||
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