הבדל מפתח - Ferrous vs Ferric
ברזל הוא אחד מיסודות המתכת הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ וברזל (Fe2+) ופריק (Fe2+) הן שתי צורות חמצון של יסוד ברזל שקיים ביניהם הבדל על סמך תצורת האלקטרונים שלהם. לברזל יש מצב חמצון +2, ולברזל יש מצב חמצון +3. במילים אחרות, הם שני יונים יציבים מיסוד הורי אחד. ההבדל העיקרי בין שני היונים הללו הוא תצורת האלקטרונים שלהם. יון ברזל נוצר על ידי סילוק 2d-אלקטרונים מאטום הברזל, ואילו יון ברזל נוצר על ידי סילוק 3d-אלקטרונים מאטום הברזל. זה נותן תכונות כימיות שונות, הבדלים בחומציות, תכונות מגנטיות של תגובתיות וצבעים שונים בקומפלקסים ובתמיסות כימיות.
מה זה ברזל?
לברזל ברזל יש מצב חמצון +2; נוצר על ידי הסרת שני אלקטרונים בקליפת 3s מאטום ברזל ניטרלי. בהיווצרות של ברזל ברזל, האלקטרונים התלת-ממדיים נשארים זהים, ליון שנוצר יש את כל ששת האלקטרונים ה-d. יון ברזל הוא פרמגנטי מכיוון שיש לו אלקטרונים לא מזווגים בקליפה החיצונית ביותר. אמנם, יש לו מספר זוגי של ד-אלקטרונים, כאשר הם מתמלאים בחמישה אורביטלים d, חלק מהאלקטרונים נשארים בלתי מזווגים ביון. אבל כאשר הוא נקשר עם ליגנדים אחרים, ניתן לשנות תכונה זו. יוני ברזל הם יחסית בסיסיים יותר מיוני ברזל.
מה זה Ferric?
לברזל ברזל יש +3 מצב חמצון; נוצר על ידי הסרת שני אלקטרונים בעלי מעטפת 3s ו-d-אלקטרון אחד מאטום ברזל ניטרלי. לברזל ברזל יש 5d-אלקטרונים במעטפת החיצונית שלו ותצורת האלקטרונים הזו יציבה יחסית בגלל יציבות נוספת מאורביטלים מלאים למחצה.יוני ברזל הם חומציים יותר בהשוואה ליונים ברזליים. יוני ברזל יכולים לפעול כחומר מחמצן בתגובות מסוימות. לדוגמה, הוא יכול לחמצן יוני יודיד לתמיסה חומה כהה אם יוד.
2Fe3+(aq) + 2I–(aq) → 2Fe2+(aq) + I2(aq/s)
מה ההבדל בין Ferrous ל-Ferric?
מאפיינים של Ferrous ו-Ferric:
תצורת אלקטרונים:
תצורת האלקטרונים של ברזל היא;
1s2, 2s2, 2p6, 3s 2, 3p6, 4s2, 3d6
Ferrous:
ברזל ברזל נוצר בהסרת שני אלקטרונים (שני אלקטרונים 3s) מאטום הברזל. לברזל ברזל יש שישה אלקטרונים במעטפת d.
Fe → Fe2+ + 2e
יש לו תצורת אלקטרונים של 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d6.
Ferric:
ברזל ברזל נוצר בהסרת שלושה אלקטרונים (שני אלקטרונים 3s ו-d-אלקטרון אחד) מברזל. לברזל ברזל יש חמישה אלקטרונים במעטפת D. זהו מצב מלא למחצה ב-d-orbitals הנחשב ליציב יחסית. לכן, יוני ברזל יציבים יחסית מיוני ברזל.
Fe → Fe3+ + 3e
יש לו תצורת אלקטרונים של 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d5.
מסיסות במים:
Ferrous:
כאשר יונים ברזליים נמצאים במים, זה נותן תמיסה שקופה וחסרת צבע. מכיוון שברזל ברזל מסיס לחלוטין במים. יש כמות קטנה של Fe2+ בדרכי מים טבעיות.
Ferric:
ניתן לזהות בבירור כאשר קיימים יוני ברזל (Fe3+) במים. מכיוון שהוא מייצר משקעים צבעוניים עם טעם אופייני למים. משקעים אלו נוצרים מאחר ויוני ברזל אינם מסיסים במים. זה די לא נעים כאשר יוני ברזל מומסים במים; אנשים לא יכולים להשתמש במים המכילים יוני ברזל.
תצורה מורכבת עם מים:
Ferrous:
יון ברזל יוצר קומפלקס עם שש מולקולות מים; זה נקרא hexaaquairon(II) ion [Fe(H2O)6]2+ (aq). צבעו ירוק בהיר.
Ferric:
יון ברזל יוצר קומפלקס עם שש מולקולות מים; זה נקרא hexaaquairon(III) ion [Fe(H2O)6]3+ (aq). צבעו סגול חיוור.
אבל, בדרך כלל אנו רואים צבע צהוב עמום במים; זאת עקב היווצרות של הידרו-קומפלקס נוסף, המעביר פרוטונים למים.
תמונה באדיבות: 1. "Iron(II) oxide" [Public Domain] באמצעות Commons 2. "Iron(III)-oxide-sample" מאת Benjah-bmm27 - עבודה משלו. [דומיין ציבורי] דרך Commons
