鐵系元素
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(℃) | ||||||||||
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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) | |
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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 |
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
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