Железо окислительные состояния

Из нее видно, что в невозбужденном состоянии число непарных электронов у железа 4, у кобальта 3 и у никеля 2. При возбуждении атомов этих элементов за счет перемещения одного из 4 -электронов в р-подуровень число непарных электронов увеличивается у атомов железа до 6, у кобальта — до 5 и у никеля — до 4. Таким образом, максимально возможные окислительные числа этих элементов железа +6, кобальта - -5 и никеля +4. Но максимально возможные окислительные числа в соединениях кобальта и никеля не- встречаются, а у железа окислительное число +6 встречается только в ферратах. Всем этим элементам свойственны окислительные числа +2 и +3. По свойствам железо, кобальт и никель очень по- [c.252]

Каковы обычные окислительные состояния железа Кобальта Никеля Для каждого случая приведите примеры. [c.582]

Перечислите известные окислительные состояния железа, кобальта и никеля назовите существующие простые ионы, комплексные ионы и твердые соединения для каждого из валентных состояний. [c.442]

Существенно, что нейтральные атомы хрома, железа и никеля — все имеют четное число электронов и им недостает до конфигурации ближайшего инертного газа соответственно двенадцати, десяти и восьми электронов. Если окись углерода соединяется с металлом за счет дативной ковалентной связи, то во всех случаях добавляется как раз столько электронов, сколько необходимо для достижения числа электронов у инертного газа. Молекулы можно рассматривать как комплексы нейтральных атомов, которые не вносят электронов для связей и поэтому находятся в окислительном состоянии О (см. стр. 190). Так, например, никель имеет десять внешних электронов, которые как раз заполняют пять Зй-орбит. При этом орбиты 4з и 4р могут комбинироваться в тетраэдрические гибридные орбиты для образования связей с молекулами окиси углерода. Хотя кобальт не образует одноядерного карбонила, существует соединение Со(СО)дЫО, так же как Ре(СО)2(КО)2. В этих молекулах вокруг центрального атома имеется такое же количество электронов, как у инертного газа, если ввести вполне разумное допущение [c.173]

Многие функции ионов железа связаны со способностью менять свое окислительное состояние и участвовать в различных окислительно-восстановительных процессах. Выяснение их функций в реакциях с переносом электронов и изучение механизма таких реакций в модельных системах поэтому приобретает большое теоретическое и практическое значение. [c.106]

Извлечение Np основано на таких же принципах подбора окислительных состояний и экстракции растворителем. Плутоний восстанавливают сульфаматом железа(П) с гидразином до Ри(П1), который остается в растворе, а Np(IV) уходит с растворителем, из которого его извлекают водой для отделения от урана. [c.546]

Различия в конформации разных белков и конформационные изменения, сопровождающие связывание лигандов или изменение окислительного состояния железа обнаруживаются методом рентгеноструктурного анализа. Некоторые примеры уже были приведены в разд. 7.4. Ниже мы опишем еще несколько примеров (см. также работу [94]). Различия структуры вокруг дистального координационного центра включают наличие или отсутствие групп, способных образовать водородную связь (разд. 7.4), т. е. они отражают явные различия сольватации лиганда. О конформационных переходах и различиях в конформации разных белков можно судить также по данным ЯМР, спектрам кругового дихроизма и дисперсии оптического вращения (см., например, работу [204] и ссылки в работе [8]). Особенно интересен тот факт, что связывание СО или кислорода вызывает существенные изменения спектров кругового дихроизма гемоглобина, небольшие изменения спектра кругового дихроизма изолированных химически модифицированных р-це-пей и совсем не влияет на спектры миоглобина или изолированных и химически модифицированных а-цепей [41]. Этот результат представляет собой веский аргумент в пользу предположения о том, что белок имеет более гибкую структуру в гемоглобине, чем в миоглобине. Такой вывод подтверждается и при исследовании моделей этих двух белков [169]. Различная гибкость, вероятно, связана с тем, что в гемоглобине атом железа может далеко выходить за пределы плоскости порфиринового кольца, тогда как в миоглобине такое искажение структуры гема не наблюдается (табл. 14). [c.174]

Те элементы, которые имеют два или больше окислительных состояния, могут вести себя различно при экстракции в зависимости от валентного состояния. Так, Fe (HI) хорошо экстрагируется кислородсодержащими растворителями из растворов НС или НВг, а Fe(II) не экстрагируется. Двухвалентное железо не образует однозарядных комплекс- [c.67]

Химические свойства. Уран подобно железу имеет сильное сродство к кислороду, легко реагирует с воздухом или водой, образуя окись. Имеется четыре окислительных состояния +3, +4, +5 и +6. Ионы в водном растворе обычно изображаются формулами и , иОг" и иОг . Ион иО неустойчив в растворе и диспропорционирует на и иОЗ . Известно небольшое количество твердых соединений в этом окислительном состоянии (1) ), например ир5 и иСв. Моноокись, урана, встречающаяся иногда в виде металлических включений в уране, имеет формальное окислительное состояние -Ь2. В растворе неизвестны простые ионы в окислительном состоянии Наиболее важны окисли- [c.9]

Связь в ферроцене можно рассмотреть с позиций упрощенной теории молекулярных орбиталей [80]. Каждое циклопента-диенильное кольцо имеет пять молекулярных орбиталей три заполненные связывающие орбитали и две вакантные разрыхляющие орбитали (разд. 2.9). Внешняя электронная оболочка атома железа состоит из девяти атомных орбиталей одной 45-, трех 4р- и пяти Зс(-орбиталей. Шесть заселенных орбиталей двух циклопентадиенильных колец перекрываются с одной з-, тремя р- и двумя -орбиталями атома железа, давая двенадцать новых орбиталей, из которых шесть являются связывающими и образуют две тройные связи кольцо—металл. Дополнительное связывание возникает в результате перекрывания вакантных разрыхляющих орбиталей колец с остальными заселенными -орбиталями железа. Таким образом, на девяти орбиталях расположено 18 электронов (можно считать, что 10 электронов дают два кольца, а 8 — атом железа в нулевом окислительном состоянии) шесть орбиталей — сильно связывающие, а три — слабо связывающие или несвязывающие. [c.72]

Большую дискуссию вызвали результаты фирмы "Сан Ойл" [16, 17] по возможности селективного получения метанола на железосодержащих соединениях. Вначале изучались гомогенные окислители -железо-содержащие порфирины, водород в пиррольных кольцах которых замещался на Вг и на Р. Таким методом удавалось получить центральный атом железа в разных окислительных состояниях. [c.91]

Гем-группа как в гемоглобине, так и в миоглобине присоединяется к белку за счет координации по атому азота гистидина Р8, как показано на рис. 31.2. транс-Положение по отношению к гистидиновому азоту занято молекулой воды в неокисл енном состоянии или молекулой кислорода в окисленной форме. Строение фрагмента Ре—Ог до сих пор точно неизвестно, но изменение окислительного состояния железа и присоединение к нему кислорода (и других лигандов) вызывают важные изменения в структуре гема, которые мы опишем ниже. [c.640]

Система железа. Окислительно-восстановительное состояние системы железа не зависит от pH при небольших (до 3) его значениях и определяется уравнением Ре"" Ре " + е . При больших значениях pH состояния и концентрации железа определяются последовательно уравнениями [32] [c.43]

Значительный успех на этом пути снова был достигнут благодаря процессам координационной химии. Центральную роль в механизме аэробного метаболизма, который приводит к полному сгоранию органических молекул, играют цитохромы. Так называются молекулы, в которых атом железа связан в комплекс с порфирином, образуя с ним гем (см. рис. 20-20), а гем связан с белком. Атом железа переходит из состояния окисления 4- 2 в + 3 и обратно в результате переноса электронов от одного компонента цепи к другому. Весь аэробный механизм представляет собой совокупность тесно связанных друг с другом окислительно-восстано-вительных реакций, окончательным результатом которых является процесс, обратный фотосинтезу [c.257]

Насколько сейчас известно, наша планета образовалась приблизительно 4,6 миллиарда лет назад, а простейшие ферментирующие одноклеточные формы жизни существуют 3,5 миллиарда лет. Уже 3,1 миллиарда лет они могли бы использовать фотосинтез, но геологические данные об окислительном состоянии осадочных отложений железа указывают, что атмосфера приобрела окислительный характер лишь 1,8-1,4 миллиарда лет назад. Многоклеточные формы жизни, которые, по-видимому, зависели от изобилия энергии, возможного только при дыхании кислородом, появились приблизительно от 1000 до 700 миллионов лет назад, и именно в то время наметился путь дальнейшей эволюции высших организмов. Наиболее революционизирующим шагом, после зарождения самой жизни, было использование внепланетного источника энергии, Солнца. В конечном итоге это превратило жалкие ростки жизни, которые утилизировали случайно встречающиеся природные молекулы с большой свободной энергией, в огромную силу, способную преобразовать поверхность планеты и даже выйти за ее пределы. [c.337]

При обсуждении окислительно-восстановительных реакций часто говорят об изменении степеней окисления нли окислительных состояний реагентов. В случае ионов степень окисления элемента совпадает с зарядом иона. Степени окисления железа и хлора в РеС12 равны Ре=+2, С1 = = — 1. Окисление приводит к увеличению степени окисления железо окисляется от степени окисления + 2 в РеСи до степени окисления +3 в РеС1з. [c.67]

Подробнее остановимся на свойствах цитохрома Р-450 (цитохром типа Ь). Он выделяется в лаборатории из клеток печени, коры надпочечников, бактерий и др. Ферментная система цитохрома Р-450, гидроксилирующая связи С-Н субстратов, содержит три компоненты. Первая - это ассоциат из НАДФ (см. XVI), из цитохрома Р-450 вторая - цитохром Р-450 и третья - это фосфолипиды. Исследователи наиболее глубоко проникли в структуру, функции и механизм действия этой ферментной системы. Однако вопросы механизма активации молекулы О2 этим ферментом не решены. Известно, что при функционировании Р-450 происходит экстракоординация фазу двух лигандов -атома S цистеинового остатка белка и О2. Следует учесть то, что атом серы в тиоспиртах и тиоэфирах является слабым экстралигандом даже для атома железа, имеющего достаточное сродство к S и образующего сульфиды с низким значением произведения растворимости. В отличие от имидазола, атом S, подобно гемоглобину, не обеспечивает прочного связывания О2. Поэтому механизм окислительного воздействия О2 должен быть связан с изменением окислительного состояния железа в цитохроме. На рис. 5.4 приведен каталитический цикл цитохрома Р-450. Координационные взаимодействия на атоме железа (экстракоординация) выступают здесь также четко, как в фотосинтезе и фиксации-переносе О2. [c.290]

Для большинства соединений переходных металлов весьма характерным является их цвет. Почти каждое соединение ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля и меди характеризуется вполие определенным цветом, причем этот цвет зависит не только от атомного номера данного металла, но и от его окислительного состояния и в известной мере от характера неметаллического элемента или кислотного радикала, с которым соединяется данный металл. Можно считать установленным, что цвет таких соединений зависит от наличия незаполненной М-оболочки электронов, т. е. от того, что Ж-оболочка содержит меньше максимального числа электронов, равного восемнадцати. Как правило, соединения бесцветны в тех случаях, когда М-оболочка заполнена это имеет место, нанример, в случае соединений двухвалентного цинка (ZnS04H т. д.) и одновалентной меди ( u l и т. д.). Другое свойство, характерное для незаполненных внутренних оболочек, — парамагнетизм, т. е. свойство вещества притягиваться сильным магнитным полем. Почти все соединения переходных элементов, находящихся в окислительных состояниях, при которых имеются иезаполненные внутренние оболочки, характеризуются ярко выраженными парамагнитными свойствами. Получение из руд и очистка некоторых переходных металлов были рассмотрены в предшествующей главе, где говорилось о свойствах этих металлов и их сплавов. [c.418]

Железо может находиться в окислительных состояниях 2-Ь, 3-f и 64-, причем последнее состояние представлено всего лишь несколькими соединениями, подобными феррату калия K2Fe04. Окислительные состояния 2-н и З-Н соответствуют ионам Fe " и Fe . Ион железа(П) легко окисляется воздухом или другими окислителями до иона железа(1П). Оба эти иона образуют комплексные ионы — гексацианоферрат(И)- Fe( N)5 и гексациано-феррат(1П)- Fe( N)g , однако не образуют комплексов с аммиаком. [c.430]

Маскирование иногда выгодно сочетать с одновременным изменением окислительного состояния мешающего элемента. Например, при экстракционном отделении урана (VI) при помощи 1-нитрозо-2-нафтола железо и ванадий маскировали комплексо-ном III ванадий предварительно восстанавливали сернистым газом до четырехвалентного, который дает с ЭДТА прочный комплекс [466]. Келезо часто маскируют 1,10-фенантролином, предварительно восстановив его до двухвалентного. [c.161]

Основным отличием электролиза в схеме гидроэлектромёталлургии меди от электролитического рафинирования, кроме выделения кислорода на аноде, является присутствие значительного количества солей железа в растворе, и борьба с их влиянием. Дело в том, что на нерастворимом свинцовом аноде при высокоположительном его потенциале ( 37) возможно окисление двухвалентных ионов железа до трехвалентных (окислительно-восстановительный потенциал этого процесса равен +0,75 е), и потому в растворе всегда присутствуют соли окисного железа, растворяющие медный катод. Небольшие количества железа, попеременно восстанавливающиеся на катоде и окисляющиеся на аноде, дают значительное снижение выходов по току. Следует держать железо в состоянии закисного сульфата и по возможности не допускать его к аноду. [c.254]

Проявляющиеся в эффекте Мессбауэра сверхтонкие взаимодействия могут быть использованы и при изучении многих других вопросов неорганической химии. Так, поскольку значения изомерного сдвига обычно являются характерными для определенного окислительного состояния данного элемента, можно использовать спектры Мессбауэра, например, для идентификации состояния окисления элементов Ъ их твердых соединениях. Это обстоятельство уже было использовано в некоторых интересных геохимических и минералогических исследованиях, например в работах по природным силикатам железа [97], при изучении состава некоторых видов железных метеоритов [98] и т. д. Имеются указания на возможное применение этого эффекта в исследованиях по радиолитическому разложению твердых веществ, где представляет большой интерес идентификация in situ различных состояний окисления, образующихся при действии ионизирующей радиации [99]. [c.288]

Фториды железа находятся обычно в полнмерпом, а трихлорид и трибромид — в димерном состоянии. Трихлорид и трибромид железа отличаются легкоплавкостью и значительной летучестью. С водой галиды образуют аквасоединения, которые по окраске отличаются от безводных галидов. Все галиды хорощо растворимы в воде и подвергаются в растворе гидролизу. Дигалиды обладают восстановительными свойствами. Окислительные свойства трихлорида и трибромида выражаются з том, что они способны в растворенном состоянии окислять даже малоактивные металлы, например медь. [c.304]

Хорд отметил также, что радиус высокоспинового иона Fe(II) должен быть еще больше, тогда как радиусы низкоспиновых ионов Fe(II) и Fe(III) должны быть меньше на > 10 пм. Он предположил, что атом железа должен быть сильно смещен из плоскости порфиринового кольца ( > 35 пм) во всех высокоспиновых комплексах независимо от окислительного состояния и координационного числа иона железа, тогда как в низкоспиновых комплексах железо находится в плоскости порфиринового кольца. Впоследствии было показано, что в низкоспиновом комплексе (имидазол) <1.Р. . .-тетрафенилпорфинатожелезо(П1)хлориде атом железа дей- [c.178]

В заключение полезно привести значения некоторых окислительно-восстановительных потенциалов. Хотя аксиальный лиганд в пероксидазах имеет ту же природу, что и в миоглобине и гемоглобине (гистидин или вода), пероксидазы восстанавливаются гораздо труднее. Причина этого различия становится понятна при рассмотрении функции пероксидаз. Миоглобин и гемоглобин действуют как переносчики кислорода благодаря своей способности связывать молекулярный кислород с железом в форме е , причем другие окислительные состояния железа не нужны. В противоположность этому каталитическая активность каталаз и пероксидаз основана на образовании комплексов Ре , Ре и Ре . Образование Ре в этих условиях было бы равносильно отравлению катализатора. Некоторые пероксидазы могут катализировать и авто- [c.205]

Как и комплексы металлов с дипиридилом, фенантролинсо-держащие хелаты переходных металлов при электровосстановлении на поляризационных кривых образуют по нескольку ступеней, соответствующих постадийному переносу электронов с образованием комплексов—интермедиатов. Было зафиксировано самое низкое известное к настоящему времени формальное окислительное состояние атома железа в комплексе, равное 4— [84]. По мнению авторов, избыток электронной плотности распределен по л -орбиталям лиганда. Та же степень окисления была обнаружена ими позже и для фенантролиновых комплексов рутения, однако для дициано-бис-(1,10-фенантролинового) комплекса ру-тения(П) восстановление происходит иначе [85], как и для рассмотренного ранее дипиридильного аналога, т. е. за переносом двух первых электронов на орбиталь лиганда следует трехэлектронное восстановление металла с отщеплением лиганда. Предполагается, что существенное участие л-связывания между металлом в низшей степени окисления и лигандом, а также способность фенан-тролина и его алкилзамещенных делокализовать заряд центрального атома даже при тетраэдрическом окружении (в бис-комплексах) являются факторами, определяющими стабильность промежуточных продуктов электродных процессов. [c.132]

В организме человека основной механизм передачи кислорода от легких к тканям заключается в обратимой ассоциации молекулярного кислорода с белком гемоглобином. Это вещество можно рассматривать как бы состоящим из двух основных компонентов — белка глобина и содержащей железо системы норфириновых колец, которая называется гемом. Нормальная обратимая ассоциация гемоглобина с кислородом происходит без изменения окислительного состояния атома железа, образующего хелат. Если атом железа гемгруппы окислится до трехвалентного состояния, образовавшийся метгемоглобин уже не будет способен связывать кислород. Когда большая доля гемоглобина крови превратится в метгемоглобин, сюособность крови передавать кислород сильно ухудшится, что может даже привести к смерти. Физиологический результат этого действия напоминает отравление окисью углерода, так как в обоих случаях ткани не могут получать кислород. [c.206]

Радикальные механизмы предлагаются и для окисления СН4 в СН3ОН на Ка-Ре-содалите. Авторы [16] приводят схему процесса, основанную на аналогии с биологическими процессами окисления с помощью метанмонооксигеназы. Большую роль в этом механизме играют высшие окислительные состояния железа - Ре и Ре [c.97]

Кислородный барьер. Кислородный барьер - это граница между аэробной и анаэробной зонами, и она имеет первостепенное значение для всех микробных процессов. Кислородный барьер создается ниже оксиклина интенсивным поглощением кислорода при дыхании микроорганизмов. Металлы с переменной валентностью в окисленном состоянии обычно обладают меньшей растворимостью, чем в восстановленном, и при окислении выпадают в осадок. Каждое соединение окисляется в соответствии определенным окислительновосстановительным потенциалом E ). Например, железо окисляется раньше марганца, и это приводит к тому, что отложения марганца образуются ниже по течению или выше по профилю, чем отложения железа. Окислительно-восстановительный барьер представляет специальные условия для литотрофных организмов, получающих свою энергию от такой реакции. К ним нужно отнести железобактерий, серных и тионовых бактерий, нитрификаторов. Это удобный пример для того, чтобы объяснить роль бактерий в барьере. Скорость ферментативной реакции многократно превышает скорость химической реакции, и поэтому литотрофные микроорганизмы получают преимущество. В зоне их развития мигрирующее восстановленное вещество метастабильно, и, если бы не было бактерий, оно мигрировало бы дальше и барьер получался бы размазанным, а не в виде строго локальной зоны. [c.211]

При добавлении к раствору, содержащему ионы Ре + и Ре +, раствора, содержащего ионы Се + и Се +, реакция будет протекать в сторону окисления ионов Ре + и восстановления ионов Се" + в состоянии равновесия железо будет практически полиост .ю окислено до ионов Ре +, а церий восстановлен до ионов Се +. Высокий окислительный потенциал системы Се +, Се - дает возможность использовать ее в химическом объемном анализе (цериметрия). [c.183]

Одно из принциниальных различий между этими двумя механизмами коррозии металлов заключается в том, что при электрохимической коррозии одновременно происходят два процесса окислительный (растворение металла на одном участке) и восстановительный (выделение катиона из раствора, восстановление кислорода и других окислителей на другом участке металла). Например, в результате растнорения цинка в серной кислоте образуются ионы цинка и выделяется газообразный водород при действии воды железо переходит в окисное или гидроокис-ное состояние и восстанавливается кислород с образованием гидроксильных ПОПОВ. При химической коррозии разрушение металлической пoвeJЗXнo ти осуществляется без разделения на отдельные стадии и, кроме того, продукты коррозии образуются непосредственно на тех участках поверхности металла, где происходит его разрушение. [c.6]

Возникновение пассивного состояния металла определяется не только окислительной способностью агрессивной среды. Из-нестны случаи пассивации металлов и в нсокпслительиой среде, например молибдена в соляной кислоте, магния в плавиковой кислоте и др. Пассивное состояние наступает также, как было указано в гл. 1П, вследствие аиодной поляризации металла, [роцессу пассивации способствует увеличение анодной нлотно-сти тока. Во многих случаях ири достижении некоторой плотности тока происходит внезапный переход электрода в пассивное состояние (например, железа в концентрированном растворе NaOH при повышенной температуре). [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология