Question

Почему у железа валентность 2 или 3, если у него 4 неспаренных электрона в основном состоянии? Когда у железа бывает валентность 6 и степень окисления +6 и почему?

Answer 1

Ответ:

См. Объяснение

Объяснение:

На предвнешнем уровне у железа 14 электронов (3s²3p⁶3d⁶), на внешнем - 2 электрона (4s²).

В основном состоянии из 6 электронов 3d⁶: спаренных 2, неспаренных 4, а из 2 электронов 4s² - оба спаренные.

В возбуждённом состоянии изменения происходят только на внешнем уровне, и 4s² превращается в 4s¹4р¹ - таким образом всего неспаренных электронов становится 6.  

В возбужденное состояние атом железа переходит, получая энергию извне; для него такое состояние является крайне нестабильным, и возбуждённый атом железа быстро возвращается в основное состояние, отдавая полученную энергию. Именно по этой причине степень окисления +6 бывает у железа крайне редко.

Валентности 2 и 3 характеризуют способность железа присоединять атомы других элементов; способность присоединять большее количество атомов для железа менее характерна; вместе с тем, существуют и соединения  6- валентного железа - такие, например, как: Na₂FeO₄ - растворимая в воде соль; BaFeO₄ - соль, не растворимая в воде.

Answer 2

У железа в основном состоянии есть 4 неспаренных электрона, которые могут участвовать в химических реакциях. Однако, эти электроны находятся в d-орбиталях, которые обычно сильно экранированы s- и p-орбиталями, поэтому меньше участвуют в реакциях. Кроме того, у железа есть большое количество электронных уровней, которые могут взаимодействовать со связующими атомами. В результате, железо может образовывать различные соединения с различными валентностями.

Валентность железа может быть равной 2 или 3 в соединениях, где оно образует ион Fe2+ или Fe3+. Эти ионы являются самыми стабильными и широко распространенными окислительными степенями железа.

Однако, в некоторых необычных соединениях, валентность железа может быть равной 6, а его степень окисления +6. Это возможно в случае, если железо находится в окружении сильных окислителей, таких как кислород или фтор. В таких условиях, железо может потерять все свои d-электроны и образовать ион Fe6+, который является нестабильным и редко встречается в природе.