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铁娘

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萌娘百科化学元素萌化专题正在建设中,欢迎您参与完善本条目☆chemiluminescence~
自从看了元素娘,麻麻再也不用担心我的化学成绩啦~

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敬请注意,您已经来到了过渡金属盟约同盟。请在注意自身安全的情况下,尽情享受由使魔们打造的多彩世界。
  1. 请不要害怕那些拥有坚硬的钢灰色外表的元素,我们拥有的是温暖的心灵。(注)
    过渡金属多为硬度、密度、熔沸点较高的金属元素,但其中有很多是生命必须微量元素。
  2. 过渡金属娘们注重召唤使魔的魔法,不同阶级的使魔常常能带来不同的色彩。(注)
    很多过渡金属有多个价态,并且其中的一些元素的离子颜色丰富。
  3. 请注意,勿接近工厂厂区,以免造成不必要的伤害。(注)
    过渡金属娘中的很多位的主要用途都是制造工业、军事领域使用的特种合金。

祝您游览愉快!

TTTTTTTTTT
TTTTTTTTTT
TTTTTTTTTT
TTTTTTTTTT
026-Fe.jpg
基本资料
本名
(拉丁)Ferrum 菲洛姆
(英)Iron
昵称化学符号
Fe
身高原子半径
117pm(共价)
体重原子量
55.845
熔点 1538℃
沸点 2750℃
密度 7.874 g/cm3
化合价 0,+2,+3,+4,+5,+6
存在
地壳中4.75%
行动力电负性
1.83
姐妹们同位素
已发现的共34种,其中的天然同位素(54Fe,56Fe,57Fe,58Fe)稳定存在
相关人士元素 ,

铁娘是最常见的Ⅷ族元素娘,原子序数为26,是家族的大姐。今天也在努力给身躯柔弱的人类帮忙呢。

家族,使魔化合物,社会关系

家族

铁娘属于过渡元素联邦中的Ⅷ家族,元素周期表第二大族哦!ⅢB族:厉害厉害家族如下:

  1. 大姐 铁娘Fe(自己)
  2. 二姐 钴娘Co
  3. 三姐 镍娘Ni
  4. 四姐 钌娘Ru
  5. 五妹 铑娘Rh
  6. 六妹 钯娘Pd
  7. 七妹 锇娘Os
  8. 八妹 铱娘Ir
  9. 九妹 铂娘Pt
    • 人造放射小队
  10. 十妹 𬭶娘Hs
  11. 十一妹 鿏娘Mt
  12. 十二妹 𫟼娘Ds

尽管在家族内体重原子量最为轻盈,该丰富的地方自然界丰度却是与体重不成正比的伟岸。

外貌

银白发色(纯铁为银白色),黑瞳(通常情况下铁表面有灰黑氧化层,对铁粉、铁丝等更明显),巨乳(不是钢板,是钢球!),时常换装(使用范围极广),没有翅膀,平日不好动,只在温度极高燥热♂难耐时才会做出较大尺度的动作。(熔沸点高)

偶尔会变身,头发变成蓝白色,瞳色变红(加热到一定温度铁会变红,控制铁不汽化加热到超高温铁会变成蓝白色。老的恒星温度较低,呈红色;蓝白色是温度高的年轻恒星的标志)

社会关系

Fe娘可以与很多活泼的非金属元素百♀合。为人类熟悉的主要是Fe2O3,这主要是人类没能好好保护铁娘而使得她被玩♀坏的结果。Fe还可以与硫娘百合生成二硫化亚铁/过硫化亚铁/黄铁矿酱(FeS2[1],该物质有着金色的外观色泽,因此也被一些居心不良的人类称为金娘而骗其他人类。“处于硫封印态的铜娘(硫化铜矿)发来声援:“我也是我也是为什么为什么55555”Fe娘:哼!为什么只有谎称我为金娘才有人喜欢我,人家哪里比金娘差了!(这不有一个优点么,金娘体重超标了,而你没有……)[2]

Fe娘同时可以和绝大多数的金属以及某些非金属(主要指碳娘)义结金♀兰形成合金,可能是拥有最多后宫合金的金属娘。铁娘的合金性能差异巨大,广泛应用于各种环境,被誉为“工业的骨骼”。

铁娘很接近完美的金属娘,可惜,会生锈。(Fe娘:氧娘你过来我们探♀讨一下人生)

使魔化合物

作为过渡金属,铁有很多种化合价:

-2(四羰基铁酸二钠桑)(MIN);0(菲洛姆·梅涛,自己和五羰基铁酱); +1(棕色环);+2(菲洛斯·艾昂); +3(菲里克·艾昂); +4[铁(IV)酸桑]; +6[高铁(Ⅵ)酸桑,菲莱特·艾昂];+7(FeO4-桑)[3](MAX)

初级魔法师一般的初中生只能认识0/+2/+3三位使魔外加特殊使魔(甚至不知道特殊使魔的真实成分),即使这样他们对这几位使魔的性质也知之甚少。

棕色环-硫酸亚硝酰合铁(I)酱

许多人都不知道铁娘还有+1价存在,只有大能力者化学竞赛生才有所了解。

向含有硝酸根的待测试液中加入+2价铁娘的溶液,再顺着壁倒入一点浓硫酸,倚仗了浓硫酸酱的硝酸根酱非常自信,会迅速地抢走某几只铁娘的电子变成一氧化氮。但是剩下的+2价铁娘试图抢回电子,抱住一氧化氮酱身上的一个电子变成了+1价,合体形成了棕色的黑丝形态络合物“硫酸亚硝酰合铁[Fe(NO)(H2O)5]SO4”酱,在两个溶液界面上就会出现“棕色环”,里面的铁娘正羞涩地展示着自己的+1价形态,同时身下还压着一氧化氮酱

亚铁离子(II)

铁娘并不十分活泼,只是在盐酸酱里安安稳稳地泡着。是在发呆吗?谁知道呢。(从左到右:镁娘锌娘铁娘铜娘

因为铁在金属活动顺序表中排在氢离子前面,所以铁娘可以牺牲自己变为二价铁,把不活泼的金属离子酱和氢离子酱还原。

当把铁娘扔进一般的酸娘(非氧化性酸)的时候,得到的基本都是菲洛斯酱,离子方程式如下:

Fe+2HX+FeX2++HX2

二价铁酱有淡绿色的泳装,实际上是被六个水娘粉丝围住,形成了绿色的六水合亚铁离子。

若二价铁遇上了两个氢氧根,则会沉淀成白毛少女Fe(OH)2。如果溶液中溶解有氧娘,染发师氧娘会自动地收取一些电子后给氢氧化亚铁酱染上深浅不一的绿色头发,生成成分多变的、统称为绿锈的使魔。

但是绿锈酱也很不稳定,空气中的氧娘甚至水中的溶氧觉得染的不够好就会联合水娘再次给她染头,染成红褐色头发的氢氧化铁酱,方程式如下:

2FeX2++OX2+4HX+2FeX3++2HX2O

铁离子(III)

铁系萌娘中铁娘是拥有稳定的+3价离子的两位萌娘之一,另一位是钴娘

使用氯水、高锰酸钾等略强的氧化剂氧化可爱的二价铁酱,能够得到三价铁酱,菲里克:

ClX2+2FeX2+2FeX3++2ClX

或者粗暴一点,使用强氧化剂啪的一下把铁娘推倒,即可快速抢走铁娘的三个电子,例如在氯气中加热,或者丢进热的浓硫酸桑

2Fe+3ClX22FeClX3

2Fe+6HX2SOX4(conc)FeX2(SOX4)X3+3SOX2+6HX2O

倘若这里的酸娘是冷的,铁娘会穿上一层防护服(成分学界尚无定论,多认为是铁的氧化物),阻碍酸娘继续反应,这种现象叫“钝化”(而且并不仅仅在铁娘上发生)。

类似地,三价铁酱也结合六个水生成极浅紫色的六水合铁离子[Fe(HX2O)X6]X3+,然而在水娘的强烈水解下会生成黄色的[Fe(OH)(HX2O)X5]X2+,这就是菲里克酱黄色金发的由来。

三价铁酱是一种中强的氧化剂,能氧化许多物质娘,骗走她们的电子,甚至狠起来连本体铁娘的电子都骗。例如:

2FeX3++Cu2FeX2++CuX2+

2FeX3++HX2S2FeX2++S+2HX+

2FeX3++Fe3FeX2+

电子工业上常用第一个反应(三价铁酱与铜娘单质的反应)刻蚀印刷电路铜板。
第三个反应常被认为是铁娘与非氧化性酸反应只能生成二价的原因之一。
利用第三个反应,主动给黑化的三价铁酱送电子,能够安抚她的情绪,变回二价铁,因此实验室常在二价铁盐的溶液里放一小块铁娘。

四氧化三铁酱(II/III)

Fe3O4酱是铁娘最特殊的使魔。四氧化三铁酱具有磁性。

将烧红的铁娘塞进纯氧中可以燃烧生成FeX3OX4

3Fe+2OX2FeX3OX4

铁娘和气态的水娘在热烈的深♀入♀交♀流中也可以发生置换反应生成FeX3OX4氢娘

3Fe+4HX2OFeX3OX4+4HX2

四氧化三铁酱的成分可看作是Fe+2OFe+3X2OX3,但并不是混合物。经X射线结构研究证明,FeX3OX4具有反式尖晶石结构,晶体中并不存在偏铁酸根离子Fe+3X2OX4[2-]或是其他的含氧酸根。

由此可见,Fe3O4中有两只+3价的菲里克·艾昂和一只+2价的菲洛斯·艾昂。

铁酸酱(IV)

将摩尔比4比1的碳酸锶和氧化铁在高温下长时间处理深入交♂流,并让氧气酱夺走电子,最终召唤出的就会是含有+4价铁娘的Sr2FeO4使魔[4],其中铁、氧娘形成的FeO6八面体之间共用顶点氧娘形成了层状的方阵。用类似的方法可以召唤相应的钠使魔Na4FeO4酱,她在稀碱溶液中会迅速歧化裂开

3NaX4FeOX4+8HX2ONaX2FeOX4+2Fe(OH)X3+10NaOH

+4价铁娘的配合物使魔或赋闲于某瓶魔药溶液中如[Fe(diars)2X2]2+(X=Cl,Br)[5],或隐于市在细胞色素P450的催化循环中作为中间体,氮娘与之形成的配合物也有相似的、束缚氮娘的能力[6]

高铁酸酱(VI)

在碱性的环境下用强氧化剂(次氯酸盐、高碘酸等)氧化在水里游泳的铁娘,铁娘便会变成+6价,形成高铁酸盐,高铁酸盐的溶液具有可爱的殷红色。

把细细的铁娘粉末和钾娘的使魔硝酸钾的粉末混合在一起加热也一样能够召唤出+6价态的铁娘。+6价的铁娘没办法单独在水里游泳(遇水就还原),只能拉上几只氧娘变成高铁酸在水里游。

高铁酸娘形成的盐类是净水好手哦!由于是比较高的氧化态,高铁酸桑拥有很强的氧化能力,可以将水里的细菌病毒通通破坏掉,并且被还原变成氢氧化铁酱(Fe(OH)3)。

被还原的氢氧化铁酱不会游泳,在下沉时可以顺便拉上一些细小的悬浮物一起沉在水底,让水娘变得干干净净,并且不会形成任何会危害到人类的物质。高铁酸桑形成的盐类因为有这些特征,也被人们成为“绿色净水剂”,有着非常出色的应用前景。

召唤高铁酸桑的方程式:

2Fe(OH)X3+3ClOX+4OHX2FeOX4X2+5HX2O+3ClX

高铁酸桑的阴离子FeO42- 不稳定,只能在高pH的环境下稳定存在,在中性或者是酸性pH环境下会分解变成铁(Ⅲ)酱。

方程式:

4FeOX4X2+10HX2O4Fe(OH)X3+8OHX+3OX2

个人经历

出道

身为元素共女,铁娘在宇宙中的含量绝对不少,在地球上亦不例外。她是宇宙中第六丰富的元素,地壳中含量第四多的元素,据预测亦是地核的主要成分之一。(地球原住民)

身为较活泼的金属娘,本应因沉迷与氧娘硫娘之类的其他元素娘搞姬而长期真人不露相,意外的是,铁娘因为她在宇宙空间的分布而以天外来客的身份与人类提前邂逅,这让人们在掌握召唤铁娘的方法之前就能和铁娘工作。(人类最早发现铁是从陨石中,且在各大古文明中陨铁的使用均早于炼铁技术的出现,在中国,古人称铁为“天石”。)

陨石中的铁娘是高冷的女王,很少施人类以恩惠。自人类掌握召唤铁娘的方式后,铁娘正式开始了自己的工作史。

出道即巅峰

在人类掌握了召唤铁娘的方法,铁娘以其庞大的储量、低廉的成本迅速替代了此前最受欢迎的铜娘成为了人类使用量最大的金属。时至今日,铁娘以及她与碳娘爱的结晶合金、钢,仍然是人类社会最重要的技术材料。看起来,铁娘会一直和人类一起工作下去呢。(笑)

召唤方式(铁的冶炼方法)

实验室召唤术

实验室炼铁产物为纯铁,所用药品为氧化铁/四氧化三铁和一氧化碳/碳/氢气。

以氧化铁和一氧化碳反应为例,方程式为:

FeX2OX3+2COHT2Fe+3COX2

工业召唤术

通常而言,工业召唤术一般使用氧化铁矿而不使用硫化铁矿,因为硫对成品铁娘的硬度影响比较高。

工业炼铁的产物为生铁而并非纯铁,工具为高炉,加入的原料分别为铁矿石、焦炭、空气以及大理石/石灰石。若要获取纯度更高的纯铁娘,可以用氧化亚铁把碳氧化出去。铁娘:说好的“爱的结晶”呢?

相关方程式分别为:

CaCOX3HTCaO+COX2

(高温煅烧大理石/石灰石产生二氧化碳)

C+OX2COX2 / COX2+CHT2CO

(碳娘升天变成二氧化碳通过炽热碳层形成还原剂一氧化碳)

FeX2OX3+2COHT2Fe+3COX2 / FeX3OX4+4COHT3Fe+4COX2

(一氧化碳还原氧化铁)

CaO+SiOX2HTCaSiOX3

(产生炉渣以提高铁娘纯度)

元素共女

在某些物理规律的影响下,56Fe成为了比结合能最大的一种原子,因此在元素周期表中,比56Fe轻的元素聚变释放能量,比56Fe重的裂变释放能量,唯有56Fe,聚变和裂变都要吸收能量,无法释放能量供恒星维持形态抵抗万有引力的收缩。于是,铁成为了恒星中核反应的最终产物,即与元素共母氢娘相对应的“元素共女”。当恒星中心的核聚变到达了产生56Fe的地步时……

超新星爆发……超新星爆发……快讲……总有女儿想当妈,接下来就是铁娘的诞生在摧毁了恒星的同时让更重的元素娘诞生的故事了


注释

  1. 由于含有一个过硫根,铁呈+2价,硫呈-1价
  2. 此法可以辨别二硫化亚铁FeS2和金Au
  3. Lu, J.; Jian, J.; Huang, W.; Lin, H.; Li, J; Zhou, M. Experimental and theoretical identification of the Fe(VII) oxidation state in FeO4. Physical Chemistry Chemical Physics. 2016, 18 (45): 31125–31131. Bibcode:2016PCCP...1831125L. PMID 27812577. doi:10.1039/C6CP06753K. 
  4. Sr2FeO4的制备和结构:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/002245969190263H?via%3Dihub
  5. 四价铁的八面体胂配合物:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1966/J1/j19660000162
  6. 经由铁(Ⅳ)的端基氮化物的固氮:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b09364