เฟอร์รัส

ในทางเคมีเหล็ก(II)หมายถึงธาตุเหล็กในสถานะออกซิเดชัน +2 คำคุณศัพท์ferrousหรือคำนำหน้าferro-มักใช้เพื่อระบุสารประกอบดังกล่าว เช่นferrous chlorideสำหรับเหล็ก(II) คลอไรด์ FeCl₂ )ส่วนคำคุณศัพท์ferricใช้สำหรับ เกลือ เหล็ก(III)ที่มีแคตไอออน Fe³⁺ คำว่าferrousมาจากคำภาษาละตินferrumซึ่งหมายถึง "เหล็ก"
ในสารประกอบไอออนิก (เกลือ) อะตอมดังกล่าวอาจปรากฏในรูปของแคตไอออน (ไอออนบวก) แยกต่างหากซึ่งย่อว่าFe²⁺แม้ว่าคำอธิบายที่แม่นยำกว่านั้นจะรวมถึงลิแกนด์อื่นๆ เช่น น้ำและเฮไลด์ด้วยก็ตาม ศูนย์กลางเหล็ก(II) พบได้ในสารประกอบเชิงซ้อนเช่น ในแอนไอออนเฟอร์โรไซยาไนด์ [ Fe(CN) ] ⁴⁻ซึ่ง มีลิแกนด์ ไซยาไนด์ หกตัว จับกับศูนย์กลางโลหะ หรือในสารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกเช่นเฟอร์โรซีน[Fe(C₅H₅ ₂ ซึ่งมี แอนไอออน ไซโคลเพนตาไดอี สองตัว จับกับศูนย์กลาง Fe²⁺
ไอออนเหล็กในทางชีววิทยา
สิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบที่รู้จักล้วนต้องการธาตุเหล็ก[ 1 ]โปรตีนหลายชนิดในสิ่งมีชีวิตมีศูนย์กลางเป็นเหล็ก(II) ตัวอย่างของเมทัลโลโปรตีน ดังกล่าว ได้แก่ฮีโมโกลบินเฟอร์เรดอก ซิน และไซโตโครมในโปรตีนเหล่านี้หลายชนิด Fe(II) จะเปลี่ยนกลับไปเป็น Fe(III) ได้[ 2 ]
การขาดธาตุเหล็กในอาหารของมนุษย์ทำให้เกิดโรคโลหิตจางสัตว์และมนุษย์สามารถได้รับธาตุเหล็กที่จำเป็นจากอาหารที่มีธาตุเหล็กในรูปแบบที่ดูดซึมได้ เช่น เนื้อสัตว์ สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ต้องได้รับธาตุเหล็กจากสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม ธาตุเหล็กมีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นเหล็ก(III) ออกไซด์/ไฮดรอกไซด์ที่ไม่ละลายน้ำสูงในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินที่มีแคลเซียม แบคทีเรียและหญ้าสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมดังกล่าวโดยการหลั่งสารประกอบที่เรียกว่าไซเดอโรฟอร์ซึ่งก่อตัวเป็นสารเชิงซ้อนที่ละลายน้ำได้กับเหล็ก(III) ซึ่งสามารถดูดซึมกลับเข้าสู่เซลล์ได้ (พืชชนิดอื่นๆ จะส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียบางชนิดรอบๆ รากของพวกมัน ซึ่งจะลดเหล็ก(III) ให้เป็นเหล็ก(II) ที่ละลายน้ำได้มากกว่า) [ 3 ]

ตรงกันข้ามกับสารประกอบเชิงซ้อนเหล็ก(III) อะควา สารประกอบเชิงซ้อนเหล็ก(II) อะควาจะละลายได้ในน้ำที่ค่า pH ใกล้เคียงกับค่ากลาง อย่างไรก็ตาม เหล็กเฟอร์รัสจะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในอากาศ เปลี่ยนเป็นเหล็ก(III) [ 4 ]
เกลือและสารประกอบเฟอร์รัส
โดยทั่วไปเกลือเหล็ก(II) เช่น " คลอไรด์ " จะเป็นสารประกอบเชิงซ้อนอะควาที่มีสูตร[Fe(H O) ] 2+ดังที่พบในเกลือของ Mohr [ 5 ]
ลิแกนด์อะควาบนสารประกอบเหล็ก(II) นั้นไม่เสถียร มันทำปฏิกิริยากับ1,10-ฟีนันโทรลีนเพื่อให้ได้อนุพันธ์เหล็ก(II) สีน้ำเงิน:
เมื่อนำเหล็กโลหะ (สถานะออกซิเดชัน 0) ไปแช่ในสารละลายกรดไฮโดรคลอริก จะเกิดเหล็ก(II) คลอไรด์ขึ้น พร้อมกับการปล่อย ก๊าซ ไฮโดรเจนโดยปฏิกิริยา
- Fe 0 + 2 H + → Fe 2+ + H
เหล็ก(II) ถูกออกซิไดซ์โดยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นเหล็ก(III)โดยเกิดอนุมูลไฮดรอกซิลและไอออนไฮดรอกไซด์ในกระบวนการนี้ นี่คือปฏิกิริยาเฟนตันจากนั้นเหล็ก(III) จะถูกรีดิวซ์กลับไปเป็นเหล็ก(II) โดยโมเลกุลของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์อีกโมเลกุลหนึ่ง โดยเกิด อนุมูลไฮโดรเปอร์ออกซิ ลและโปรตอนผลสุทธิคือการเกิดปฏิกิริยาไม่สมดุลของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เพื่อสร้างอนุมูลออกซิเจนสองชนิดที่แตกต่างกัน โดยมีน้ำ (H + + OH − ) เป็นผลพลอยได้[ 6 ]
| Fe 2+ + H O → Fe 3+ + HO • + OH − | 1 |
| Fe 3+ + H O → Fe 2+ + HOO • + H + | 2 |
อนุมูลอิสระที่เกิดขึ้นจากกระบวนการนี้จะเข้าไปมีส่วนร่วมในปฏิกิริยารอง ซึ่งสามารถย่อยสลายสารประกอบอินทรีย์และสารชีวเคมีหลายชนิดได้

แร่เหล็กและของแข็งอื่นๆ

เหล็ก(II) พบได้ในแร่ธาตุและของแข็งหลายชนิด ตัวอย่างเช่น ซัลไฟด์และออกไซด์ FeS และ FeO สูตรเหล่านี้ดูเรียบง่าย แต่แท้จริงแล้วซัลไฟด์และออกไซด์เหล่านี้มักมีสัดส่วนที่ไม่เป็นสัดส่วนที่แน่นอนตัวอย่างเช่น "เฟอร์รัสซัลไฟด์" อาจหมายถึงชนิดที่มีอัตราส่วน 1:1 (ชื่อแร่โทรไลต์ ) หรืออนุพันธ์ที่มีเหล็กน้อยกว่า ( ไพร์โรไทต์ ) แร่แมกเนไทต์ ("หินโลด " ) เป็นสารประกอบที่มีวาเลนซ์ผสมระหว่าง Fe(II) และ Fe(III)
การเชื่อมต่อ

เหล็ก(II) เป็นโลหะที่มี ศูนย์กลาง 6อิเล็กตรอน หมายความว่าโลหะนี้มีอิเล็กตรอน "วาเลนซ์" 6 ตัวในวงโคจร 3d จำนวนและชนิดของลิแกนด์ที่จับกับเหล็ก(II) จะเป็นตัวกำหนดว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้จะเรียงตัวกันอย่างไร ในกรณีของลิแกนด์ที่เรียกว่า "ลิแกนด์สนามแรง" เช่นไซยาไนด์อิเล็กตรอนทั้งหกตัวจะจับคู่กัน ดังนั้นเฟอร์โรไซยาไนด์ ( [Fe(CN) ] 4−)จึงไม่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ หมายความว่าเป็นสารประกอบเชิงซ้อนแบบสปินต่ำ ในกรณีของลิแกนด์ที่เรียกว่า "ลิแกนด์สนามอ่อน" เช่นน้ำอิเล็กตรอนสี่ในหกตัวจะไม่จับคู่ หมายความว่าเป็น สารประกอบเชิงซ้อน แบบสปินสูงดังนั้นสารประกอบเชิงซ้อนอะควา[Fe(H2O 6 2+ จึงเป็นพาราแมกเนติกใน กรณีของ คลอไรด์เหล็ก(II) จะสร้างสารประกอบเชิงซ้อนแบบทรงสี่หน้า เช่น[FeCl4 2− สารประกอบเชิงซ้อนแบบทรงสี่หน้าเป็นสารประกอบเชิงซ้อนแบบสปินสูง
แกลเลอรี่
- เฟอร์รัสไนเตรตเฮกซาไฮเดรต , Fe( ) ·
- เฟอร์รัสออกซาเลตไดไฮเดรต, ฮัมโบ ด์ไทน์ , 2H₂O
- วิเวียไนต์ (Vivianite)คือ เฟอร์รัสฟอสเฟตออกตาไฮเดรต ( ( ) · )
- เฟอรัสซัลเฟตเฮปตาไฮเดรต , เมแลนเทอไรต์ , FeSO ·7H O
- เฟอรัสซัลไฟด์ , ทรอยไลท์ , FeS
- เฟอร์รัสซิลิเกต, เฟอร์โรซิลิต์ , FeSiO
ดูเพิ่มเติม
- เฟอร์โรแมกเนติซึม – กลไกที่วัสดุเปลี่ยนรูปเป็นแม่เหล็กและถูกดึงดูดเข้าหาแม่เหล็ก
- เหล็ก(II)ออกไซด์ – สารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรเคมี FeO (เฟอร์รัสออกไซด์)
- ไอรอน(II) โบรไมด์ (เฟอร์รัสโบรไมด์)
- หมวดหมู่: แร่เหล็ก(II)