Введение
Железо в степени окисления +2. В химии железо(II) относится к элементу железу в степени окисления +2. Прилагательное "железосодержащий" или приставка "ферро-" часто используются для обозначения таких соединений, как, например, хлорид железа(II) (FeCl2). Прилагательное "железосодержащий(III)" используется для солей железа(III), содержащих катион Fe3+. Слово "железосодержащий" происходит от латинского слова ferrum, означающего "железо". В ионных соединениях (солях) такой атом может существовать как отдельный катион (положительно заряженный ион), обозначаемый как Fe2+, хотя более точные описания включают другие лиганды, такие как вода и галогениды. Центры железа(III) встречаются в координационных комплексах, например, в анионе ферроцианида [Fe(CN)6]4-, где шесть цианидных лигандов связаны с центральным атомом металла; или в органометаллических соединениях, таких как ферроцен [Fe(C5H5)2], где два циклопентадиенильных аниона связаны с центром FeII.
In chemistry, iron(II) refers to the element iron in its +2 oxidation state. The adjective ferrous or the prefix ferro is often used to specify such compounds, as in ferrous chloride for iron(II) chloride (|FeCl2). The adjective ferric is used instead for iron(III) salts, containing the cation Fe3+. The word ferrous is derived from the Latin word ferrum, meaning "iron". In ionic compounds (salts), such an atom may occur as a separate cation (positive ion) abbreviated as Fe2+, although more precise descriptions include other ligands such as water and halides. Iron(III) centres occur in coordination complexes, such as in the anion ferrocyanide, |[Fe(CN)6](4 ), where six cyanide ligands are bound the metal centre; or, in organometallic compounds, such as the ferrocene |[Fe(C2H5)2], where two cyclopentadienyl anions are bound to the FeII centre.
Железо (II) в биологии
Все известные формы жизни нуждаются в железе. Многие белки в живых организмах содержат железо(III) центры. Примерами таких металлопротеинов являются гемоглобин, ферредоксин и цитохромы. Во многих из этих белков Fe(II) обратимо превращается в Fe(III).
Недостаточное поступление железа с пищей вызывает анемию. Животные и люди могут получать необходимое железо из продуктов питания, содержащих его в усвояемой форме, таких как мясо. Другие организмы должны получать железо из окружающей среды. Однако железо склонно образовывать высоконерастворимые оксиды/гидроксиды железа(III) в аэробной (содержащей кислород) среде, особенно в известковых почвах. Бактерии и травы могут процветать в таких условиях, выделяя соединения, называемые сидерофорами, которые образуют растворимые комплексы с железом(III), способные повторно поглощаться клеткой. (Другие растения вместо этого стимулируют рост вокруг своих корней определенных бактерий, которые восстанавливают железо(III) до более растворимого железа(II).) В отличие от аквакомплексов железа(III), аквакомплексы железа(II) растворимы в воде при нейтральном pH. Однако железо(II) окисляется кислородом воздуха, превращаясь в железо(III).
Железо (II) минералы и другие твердые вещества
Железо(II) встречается во многих минералах и твердых веществах. Примеры включают сульфид и оксид, FeS и FeO. Эти формулы обманчиво просты, поскольку эти сульфиды и оксиды часто нестехиометричны. Например, "сульфид железа(II)" может относиться к соединению с соотношением 1:1 (минерал троилит) или к множеству соединений, обедненных железом (пирротин). Минерал магнетит ("магнитный камень") является соединением со смешанной валентностью, содержащим как Fe(II), так и Fe(III), Fe3O4.
Склеивание
Железо(II) является d6-центром, что означает, что металл имеет шесть валентных электронов в 3d-орбитальной оболочке. Количество и тип лигандов, связанных с железом(II), определяют, как эти электроны располагаются. При использовании так называемых "лигандов сильного поля", таких как цианид, все шесть электронов образуют пары. Таким образом, ферроцианид ([Fe(CN)6]4-) не имеет неспаренных электронов. Это низкоспиновое состояние. При использовании так называемых "лигандов слабого поля", таких как вода, четыре из шести электронов остаются неспаренными. Таким образом, аквакомплекс ([Fe(H2O)6]2+) является парамагнитным. Это высокоспиновое состояние. С хлоридом железо(III) образует тетраэдрические комплексы, например [FeCl4]-. Тетраэдрические комплексы являются высокоспиновыми.