Dzelzs ir viens no visbagātākajiem metāla elementiem uz zemes un melnais (Fe2+) un dzelzs (Fe2+) ir divas dzelzs elementa oksidācijas formas, starp kurām pastāv atšķirība, pamatojoties uz to elektronu konfigurāciju. Ferrijam ir +2 oksidācijas stāvoklis, bet dzelzs dzelzei ir +3 oksidācijas stāvoklis. Citiem vārdiem sakot, tie ir divi stabili joni no viena vecāku elementa. galvenā atšķirība starp šiem diviem joniem ir to elektronu konfigurācija. Melnais jons veidojas, atdalot 2d-elektronus no dzelzs atoma, savukārt dzelzs jonu veido, atdalot 3d-elektronus no dzelzs atoma. Tas dod dažādas ķīmiskās īpašības, atšķirības skābumā, reaģētspējas magnētiskās īpašības un dažādas krāsas ķīmiskajos kompleksos un šķīdumos.
Melnajam dzelzs oksidācijas stāvoklis ir +2; veidojas, no neitrāla dzelzs atoma noņemot divus 3 čaumalu elektronus. Veidojot melno dzelzi, 3d-elektroni paliek nemainīgi, iegūtajā jonā ir visi seši d-elektroni. Melnais jons ir paramagnētisks, jo visattālākajā apvalkā tam ir nepāra elektroni. Lai gan tam ir pāra skaits d-elektronu, kad tie piepildās piecās d-orbitālēs, daži elektroni paliek nepāra jonā. Bet, kad tas savienojas ar citiem ligandiem, šo īpašību var mainīt. Melnie joni ir salīdzinoši pamatīgāki nekā dzelzs joni.
Dzelzs dzelzs ir +3 oksidācijas stāvoklī; veidojas, no neitrāla dzelzs atoma noņemot divus 3 čaumalu elektronus un vienu d-elektronu. Dzelzs dzelzs ārējā apvalkā ir 5d-elektroni, un šī elektronu konfigurācija ir relatīvi stabila, pateicoties papildu stabilitātei no puspiepildītām orbītām. Dzelzs joni ir skābāki, salīdzinot ar dzelzs joniem. Dzelzs joni dažās reakcijās var darboties kā oksidētājs. Piemēram, tas var oksidēt jodīda jonus līdz tumši brūnam šķīdumam, ja tas ir jods.
2Fe3+(aq) + 2I-(aq) → 2Fe2+(aq) + Es2 (kv / s)
Dzelzs elektronu konfigurācija ir;
1 s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6
Melnais:
Melnais dzelzs veidojas, atdalot no dzelzs atoma divus elektronus (divus 3s elektronus). Melnajam dzelzs d-apvalkā ir seši elektroni.
Fe → Fe2+ + 2e
Tam ir elektronu konfigurācija 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d6.
Dzelzs:
Dzelzs veidojas, atdalot no dzelzs trīs elektronus (divus 3 s elektronus un vienu d-elektronu). Dzelzs čaulā ir pieci elektroni. Tas ir daļēji aizpildīts stāvoklis d-orbitālēs, un to uzskata par samērā stabilu. Tāpēc dzelzs joni ir salīdzinoši stabili nekā melnie joni.
Fe → Fe3+ + 3e
Tam ir elektronu konfigurācija 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6,3d5.
Melnais:
Kad ūdenī ir melnie joni, tas iegūst dzidru, bezkrāsainu šķīdumu. Jo dzelzs gludekļi pilnībā šķīst ūdenī. Ir neliels daudzums Fe2+ dabiskā ūdens veidos.
Dzelzs:
To var skaidri noteikt, kad dzelzs (Fe3+) joni atrodas ūdenī. Tāpēc tas rada ūdenim krāsainus nogulšņus ar raksturīgu garšu. Šie nogulumi veidojas, jo dzelzs joni nešķīst ūdenī. Tas ir diezgan nepatīkami, kad dzelzs jonus izšķīdina ūdenī; cilvēki nevar izmantot ūdeni, kas satur dzelzs jonus.
Melnais:
Melnais jons veido kompleksu ar sešām ūdens molekulām; to sauc par heksaakairona (II) jonu [Fe (H2O)6]2+(aq). Tā ir gaiši zaļā krāsā.
Dzelzs:
Dzelzs jons veido kompleksu ar sešām ūdens molekulām; to sauc par heksaakairona (III) jonu [Fe (H2O)6]3+(aq). Tā ir gaiši purpursarkanā krāsā.
Bet parasti ūdenī mēs redzam blāvi dzeltenu krāsu; tas notiek cita hidrokompleksa veidošanās dēļ, pārnesot protonus ūdenī.
Attēla pieklājība: 1. “Dzelzs (II) oksīds” [publiskais īpašums], izmantojot Commons 2. “Dzelzs (III) oksīda paraugs”, Benjah-bmm27 - paša darbs. [Public Domain] izmantojot Commons