Кіріспе
Темірді құрайтын химиялық қосылыстар Тотығу күйі Репрезентативті қосылыстар −4 (d10s2) [FeIn6−xSnx] −2 (d10) Динатрий тетракарбонилферраты (Коллман реагенті) −1 (d9) 0 (d8) Темір пентакарбонил 1 (d7) Циклопентадиенилирон дикарбонил димері ("Fp2") 2 (d6) Темір сульфаты, ферроцен 3 (d5) Темір хлориді, ферроцен тетрафторборат 4 (d4) , темір тетрафторрид 5 (d3) FeO43 6 (d2) калий ферроситаты7 (d1) [FeO4] (матрицалық оқшаулау, 4K) Темір өтпелі металдардың химиялық сипаттамаларын көрсетеді, атап айтқанда, үлкен қадамдар мен органометриялық үйлестірудің әртүрлілігімен өзгермелі тотығу күйлерін қалыптастыру мүмкіндігі және химиялық қасиеттері: бұл, шын мәнінде, 1950 жылы темірдің соңғы қосылысының ашылуы болды, бұл темірдің өрісі. Темір кейде бүкіл өтпелі металдар блогының прототипі ретінде қарастырылады, себебі оның мол болуы және адамзат технологиясының дамуында үлкен рөл атқарды. Темір негізінен +2 (темір ((II), "темірлі") және +3 (темір ((III), "темірлі") тотығу күйінде қосылыстар түзеді. Темір жоғары тотығу күйінде де кездеседі, мысалы, +6 тотығу күйінде темірді қамтитын қызғылт түсті калий ферраты (K2FeO4). Темір ((VIII) оксиді (FeO4) мәлімделгенімен, баяндаманы қайта жасау мүмкін болмады және элементтің барлық электрондарын алдыңғы инерттік газ конфигурациясынан (кем дегенде темірдің +8 тотыққан күйінде) алып тастаудан осындай түрдің есептеулік тұрғыдан мүмкін емес екендігі анықталды. Алайда, анионды [FeO4] бір түрі темірмен +7 тотыққан күйінде, темір ((V) пероксоизомерімен бірге, лазерлік абляциядан өткен Fe атомдарын O2/Ar қоспасымен коконденсациялағаннан кейін 4 K-те инфрақызыл спектроскопия арқылы анықталды. Темір () - көптеген биохимиялық тотығу реакцияларында ортақ аралық. Көптеген органикалық темір қосылыстарында +1, 0, −1, тіпті −2 формалды тотығу күйлері болады. Окистену күйлері мен басқа да байланысу қасиеттері көбінесе Мессбауэр спектроскопиясының әдісін қолдану арқылы бағаланады. Көптеген аралас валентті қосылыстарда темір ((II) және темір ((III) орталықтары бар, мысалы магнетит және прус көк (berber Fe4 ((Fe[CN]6) 3). Темір - +8 тобына жете алмайтын өтпелі металдардың біріншісі, бірақ оның ауыр туыстары рутений мен осмийге жетуі мүмкін, ал рутенийге осмийге қарағанда қиындық көбірек. Көптеген металдардан айырмашылығы темір мен сынап араласқанда пайда болмайды. Нәтижесінде, сынап темірден жасалған 34 килограммдық стандартты колбаларда сатылады. Темір - өз тобындағы ең реактивті элемент; ол ұсақ бөлінген кезде пирофорлы болып табылады және сұйылтылған қышқылдарда оңай ериді, Fe2 + береді. Алайда, ол концентрацияланған азот қышқылымен және басқа да тотықтырғыш қышқылдармен реакцияға түспейді, өйткені өткізбейтін оксид қабаты пайда болады, алайда ол тұз қышқылымен реакцияға түседі.
Oxidation state Representative compound −4 (d10s2) [FeIn6−xSnx] −2 (d10) Disodium tetracarbonylferrate (Collman's reagent) −1 (d9) 0 (d8) Iron pentacarbonyl 1 (d7) Cyclopentadienyliron dicarbonyl dimer ("Fp2") 2 (d6) Ferrous sulfate, ferrocene 3 (d5) Ferric chloride, ferrocenium tetrafluoroborate 4 (d4) , iron tetrafluoride 5 (d3) FeO43 6 (d2) Potassium ferrate7 (d1)[FeO4]– (matrix isolation, 4K)
Iron shows the characteristic chemical properties of the transition metals, namely the ability to form variable oxidation states differing by steps of one and a very large coordination and organometallic chemistry: indeed, it was the discovery of an iron compound, ferrocene, that revolutionalized the latter field in the 1950s. Iron is sometimes considered as a prototype for the entire block of transition metals, due to its abundance and the immense role it has played in the technological progress of humanity. Iron forms compounds mainly in the oxidation states +2 (iron(II), "ferrous") and +3 (iron(III), "ferric"). Iron also occurs in higher oxidation states, e. g. the purple potassium ferrate (K2FeO4), which contains iron in its +6 oxidation state. Although iron(VIII) oxide (FeO4) has been claimed, the report could not be reproduced and such a species from the removal of all electrons of the element beyond the preceding inert gas configuration (at least with iron in its +8 oxidation state) has been found to be improbable computationally. However, one form of anionic [FeO4]– with iron in its +7 oxidation state, along with an iron(V) peroxo isomer, has been detected by infrared spectroscopy at 4 K after cocondensation of laser ablated Fe atoms with a mixture of O2/Ar. Iron(IV) is a common intermediate in many biochemical oxidation reactions. Numerous organoiron compounds contain formal oxidation states of +1, 0, −1, or even −2. The oxidation states and other bonding properties are often assessed using the technique of Mössbauer spectroscopy. Many mixed valence compounds contain both iron(II) and iron(III) centers, such as magnetite and Prussian blue (|Fe4(Fe[CN]6)3). Iron is the first of the transition metals that cannot reach its group oxidation state of +8, although its heavier congeners ruthenium and osmium can, with ruthenium having more difficulty than osmium. Unlike many other metals, iron does not form amalgams with mercury. As a result, mercury is traded in standardized 76 pound flasks (34 kg) made of iron. Iron is by far the most reactive element in its group; it is pyrophoric when finely divided and dissolves easily in dilute acids, giving Fe2+. However, it does not react with concentrated nitric acid and other oxidizing acids due to the formation of an impervious oxide layer, which can nevertheless react with hydrochloric acid.
Галоидтар
Екілік темір және темір галоидтары жақсы белгілі. Темір галидтері, әдетте, темір металлдарды тиісті гидрогаль қышқылымен өңдеуден пайда болады, осыған сәйкес гидратацияланған тұздар беріледі.
Координациялық қосылыстар
Электрондық құрылымы арқасында темірдің өте үлкен координациялық және органометалл химиясы бар. Темірдің көптеген координациялық қосылыстары белгілі, бірақ олардың біразы жоғары валентті темірді көрсетеді. Типтік алты координатты анион - гексахлороферрат ((III), [FeCl6]3−, ол тетракис ((метиламоний) гексахлороферрат ((III) хлоридінің қоспалы тұздарында кездеседі. Көптеген бидентатты лигандтар бар кешендердің геометриялық изомерлері болады. Мысалы, трансхлорогидридбис (((бис 1,2 (дифенилфосфино) этан) темір ((II) кешені Fe (((dppe) 2 фракциясы бар қосылыстар үшін бастапқы материал ретінде қолданылады. Үш оксалат лигандтары бар ферриоксалат ионы (оң жақта көрсетілген) спиральді хиралдылық көрсетеді, оның екі үстінен орналаспайтын геометриясы сол жақ бұрандалы ось үшін Λ (ламбда) және оң жақ бұрандалы ось үшін Δ (дельта) деп белгіленеді, IUPAC конвенцияларына сәйкес. Темірдің (III) кешендері хромды (III) ерекшеліктерімен өте ұқсас, бірақ темірдің (III) N донор лигандының орнына O донорды артық көреді. Соңғылары темірден гөрі тұрақсыз болады және суда жиі диссоциацияланады. Көптеген FeO кешендері қарқынды түстерді көрсетеді және фенолдар немесе энолдар үшін сынақтар ретінде қолданылады. Мысалы, фенолдардың болуын анықтау үшін қолданылатын темір хлориді сынағында темір () хлориді фенолмен реакцияға келіп, терең қызғылт түсті кешенді құрайды: бұл саладағы маңызды оқиға 1951 жылы Паусон мен Килидің және Миллер мен оның әріптестерінің ерекше тұрақты сэндвич қосылысы ferroceneFe () C5H52) табылғаны болды. Ферроцен әлі күнге дейін осы кластағы ең маңызды құралдар мен модельдердің бірі болып табылады. Темірге негізделген органометалл түрлері катализатор ретінде қолданылады. Мысалы, Кнолькер кешені - кетондар үшін трансферлік гидрогенациялау катализаторы.
A landmark in this field was the discovery in 1951 of the remarkably stable sandwich compound ferrocene |Fe(C5H5)2, by Pauson and Kealy and independently by Miller and colleagues, whose surprising molecular structure was determined only a year later by Woodward and Wilkinson and Fischer. Ferrocene is still one of the most important tools and models in this class. Iron centered organometallic species are used as catalysts. The Knölker complex, for example, is a transfer hydrogenation catalyst for ketones.
Өнеркәсіптік пайдалану
Өндірісте ең көп өндірілетін темір қосылыстары - темір (II) сульфаты (FeSO4·7H2O) және темір (III) хлориді (FeCl3). Біріншісі темірдің ең оңай қол жетімді көздерінің бірі, бірақ ауадағы тотығуға қарағанда Мор тұзына қарағанда тұрақтылығы төмен (gііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііііі Темірі (II) қосылыстары ауада темірі (III) қосылыстарына тотыққан.