Формула железа в химии обозначается символом Fe (от латинского Ferrum). Железо является одним из наиболее распространенных металлов на Земле и образует множество химических соединений с различными степенями окисления, преимущественно +2 и +3, создавая разнообразные оксиды, гидроксиды и соли.
Формулы соединений железа: интерактивная таблица
В таблице представлены основные химические формулы соединений железа, систематизированные по типам и степени окисления. Используйте поиск или фильтры для быстрого нахождения нужной формулы.
| Название соединения | Формула | Степень окисления | Тип |
|---|---|---|---|
| Оксид железа(II) | FeO | Fe(II) | Оксид |
| Оксид железа(III) | Fe₂O₃ | Fe(III) | Оксид |
| Оксид железа(II,III) | Fe₃O₄ | Fe(II,III) | Оксид |
| Гидроксид железа(II) | Fe(OH)₂ | Fe(II) | Гидроксид |
| Гидроксид железа(III) | Fe(OH)₃ | Fe(III) | Гидроксид |
| Хлорид железа(II) | FeCl₂ | Fe(II) | Соль |
| Хлорид железа(III) | FeCl₃ | Fe(III) | Соль |
| Сульфат железа(II) | FeSO₄ | Fe(II) | Соль |
| Сульфат железа(III) | Fe₂(SO₄)₃ | Fe(III) | Соль |
| Нитрат железа(II) | Fe(NO₃)₂ | Fe(II) | Соль |
| Нитрат железа(III) | Fe(NO₃)₃ | Fe(III) | Соль |
| Сульфид железа(II) | FeS | Fe(II) | Соль |
| Дисульфид железа (пирит) | FeS₂ | Пирит | Соль |
| Сульфид железа(III) | Fe₂S₃ | Fe(III) | Соль |
| Сульфит железа(II) | FeSO₃ | Fe(II) | Соль |
| Сульфит железа(III) | Fe₂(SO₃)₃ | Fe(III) | Соль |
| Карбонат железа(II) | FeCO₃ | Fe(II) | Соль |
| Карбонат железа(III) | Fe₂(CO₃)₃ | Fe(III) | Соль |
| Фосфат железа(II) | Fe₃(PO₄)₂ | Fe(II) | Соль |
| Фосфат железа(III) | FePO₄ | Fe(III) | Соль |
| Бромид железа(II) | FeBr₂ | Fe(II) | Соль |
| Бромид железа(III) | FeBr₃ | Fe(III) | Соль |
| Иодид железа(II) | FeI₂ | Fe(II) | Соль |
| Иодид железа(III) | FeI₃ | Fe(III) | Соль |
| Гексацианоферрат(II) калия | K₄[Fe(CN)₆] | Комплекс | Комплексное |
| Гексацианоферрат(III) калия | K₃[Fe(CN)₆] | Комплекс | Комплексное |
| Гексацианоферрат(II) натрия | Na₄[Fe(CN)₆] | Комплекс | Комплексное |
| Феррит натрия | NaFeO₂ | Fe(III) | Комплексное |
| Карбид железа (цементит) | Fe₃C | Карбид | Карбид |
| Нитрид железа | Fe₂N | Нитрид | Нитрид |
| Нитрид железа | Fe₃N | Нитрид | Нитрид |
| Нитрид железа | Fe₄N | Нитрид | Нитрид |
| Фосфид железа | Fe₂P | Фосфид | Фосфид |
| Фосфид железа | Fe₃P | Фосфид | Фосфид |
| Ион железа(II) | Fe²⁺ | Катион | Ион |
| Ион железа(III) | Fe³⁺ | Катион | Ион |
Что такое формула железа
Химическая формула железа представляет собой элементарный символ Fe с атомным номером 26 в периодической системе элементов. Железо относится к переходным металлам восьмой группы четвертого периода.
Ключевые характеристики элемента железо:
- Атомная масса: 55,845 а.е.м.
- Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
- Основные степени окисления: +2 (железо(II)) и +3 (железо(III))
- Цвет: серебристо-белый металл
- Ионы железа: Fe²⁺ и Fe³⁺
Степень окисления железа в соединениях
Степень окисления железа показывает условный заряд атома в соединении и определяет его химические свойства. Наиболее характерными являются степени окисления +2 и +3. В простых соединениях степень окисления численно совпадает с валентностью.
При взаимодействии со слабыми окислителями (разбавленные кислоты, сера при нагревании) железо окисляется до степени окисления +2, образуя ион железа Fe²⁺. При взаимодействии с сильными окислителями (хлор, концентрированная азотная кислота) образуются соединения железа со степенью окисления +3 и ион Fe³⁺.
Оксиды железа: формулы и свойства
Оксид железа формула зависит от степени окисления металла. Существуют три основных типа оксидов железа, каждый из которых имеет уникальные характеристики и области применения.
Оксид железа(II) - FeO
Оксид железа 2 формула записывается как FeO. Это основный оксид черного цвета, нерастворимый в воде. Получают восстановлением оксида железа(III) водородом или угарным газом при нагревании. Используется в металлургии и производстве магнитных материалов.
Оксид железа(III) - Fe₂O₃
Оксид железа 3 формула имеет вид Fe₂O₃. Это оксид красно-бурого цвета с преобладанием основных свойств и слабо выраженными амфотерными свойствами, известный в природе как минерал гематит. Применяется как железная руда, пигмент в красках и компонент для получения чистого железа в доменных печах.
Оксид железа(II,III) - Fe₃O₄
Формула соединения железа смешанной степени окисления записывается как Fe₃O₄ или FeO·Fe₂O₃. Это черный магнитный оксид, известный как магнетит или железная окалина. Образуется при горении железа на воздухе и обладает ферромагнитными свойствами.
Гидроксиды и соли железа
Гидроксид железа формула
Гидроксид железа 2 формула - Fe(OH)₂ представляет собой основание белого или бледно-зеленого цвета, быстро темнеющее на воздухе. Получают действием щелочи на растворы солей железа(II). На воздухе быстро окисляется до гидроксида железа(III).
Гидроксид железа 3 формула - Fe(OH)₃ проявляет слабо выраженные амфотерные свойства с преобладанием основных. Это соединение бурого цвета образуется при добавлении щелочей к растворам солей железа(III). Нерастворим в воде, используется для очистки воды и получения пигментов.
Соли железа: хлориды, сульфаты, нитраты
Соли железа образуются при взаимодействии металла или его оксидов с кислотами. Наиболее важными являются:
- Хлорид железа формула: FeCl₂ (железо(II)) и FeCl₃ (железо(III)) - растворимые соли, используемые в водоочистке
- Сульфат железа формула: FeSO₄ (железный купорос) и Fe₂(SO₄)₃ - применяются в медицине и промышленности
- Нитрат железа формула: Fe(NO₃)₂ и Fe(NO₃)₃ - окислители в химических реакциях
- Сульфид железа формула: FeS и Fe₂S₃ - образуются при нагревании железа с серой
- Дисульфид железа FeS₂ - пирит, важный минерал серного колчедана. В пирите железо имеет степень окисления +2, а сера -1, так как атомы серы находятся в виде пар S-S
Комплексные соединения железа с калием и натрием
Железо образует важные комплексные соединения с калием и натрием, которые широко применяются в химическом анализе и промышленности.
Формула железа калия
K₄[Fe(CN)₆] - гексацианоферрат(II) калия, или желтая кровяная соль. Применяется в производстве пигментов и как реактив в аналитической химии. K₃[Fe(CN)₆] - гексацианоферрат(III) калия, красная кровяная соль, используется для обнаружения ионов железа Fe²⁺.
Натрий железа формула
Na₄[Fe(CN)₆] - гексацианоферрат(II) натрия, аналог желтой кровяной соли. NaFeO₂ - феррит натрия, образуется при сплавлении оксида железа(III) с гидроксидом натрия.
Карбиды, нитриды и фосфиды железа
Карбид железа формула
Fe₃C - карбид железа или цементит. Важнейший компонент стали и чугуна, определяющий их твердость и прочность. Железо углерод формула Fe₃C соответствует содержанию 6,67% углерода по массе.
Нитрид железа формула
Нитриды железа представлены несколькими соединениями: Fe₂N, Fe₃N, Fe₄N. Азот железа формула зависит от условий получения. Нитриды используются для химико-термической обработки стали, повышая твердость поверхности.
Фосфид железа формула
Формула фосфора железа включает соединения Fe₂P и Fe₃P - фосфиды железа. Образуются при взаимодействии железа с фосфором при высоких температурах. Используются в металлургии и материаловедении.
Расчетные формулы для соединений железа
Массовая доля железа формула
Для расчета массовой доли железа в соединении используется формула:
w(Fe) = (n × M(Fe) / M(соединения)) × 100%
где n - количество атомов железа в формуле, M(Fe) = 56 г/моль, M(соединения) - молярная масса соединения.
Например, для оксида железа Fe₂O₃: w(Fe) = (2 × 56) / (2 × 56 + 3 × 16) × 100% = 70%
Масса железа формула
Для расчета массы железа используется формула: m(Fe) = n(Fe) × M(Fe), где n - количество вещества в молях, M(Fe) = 56 г/моль.
Как составить формулу соединения железа
Чтобы правильно составить формулу железа с другими элементами, необходимо следовать определенному алгоритму:
Алгоритм составления формулы:
- определите степень окисления железа в соединении (+2 или +3)
- установите степень окисления второго элемента или кислотного остатка
- найдите наименьшее общее кратное степеней окисления
- разделите НОК на степень окисления каждого элемента для получения индексов
- запишите формулу с полученными индексами
Например, составим формулу соединения железа с кислородом (оксид железа 3): степень окисления Fe - +3, кислорода - -2. НОК(3,2) = 6. Индекс Fe: 6÷3=2, индекс O: 6÷2=3. Формула: Fe₂O₃.
Для соединения железа с серой при степени окисления железа +2: степень окисления Fe - +2, серы - -2. НОК(2,2) = 2. Индексы: 1 и 1. Формула: FeS.
Частые вопросы
Заключение
Формула железа и его соединений охватывает широкий спектр веществ - от простых оксидов и солей до сложных комплексных соединений с калием и натрием, карбидов, нитридов и фосфидов. Понимание различий между соединениями железа(II) и железа(III), умение составлять формулы и проводить расчеты массовой доли необходимо для успешного изучения неорганической химии. Железо играет ключевую роль не только в промышленности, но и в биологических процессах живых организмов.
Отказ от ответственности: Данная статья носит исключительно образовательный и ознакомительный характер. Информация представлена в справочных целях для помощи в изучении химии. Автор не несет ответственности за любое использование представленной информации. При проведении химических экспериментов необходимо соблюдать правила техники безопасности и работать под надзором квалифицированных специалистов.
