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四氧化三铁为啥属于盐?

什么是氧化物?

两种元素组成的化合物,一种是氧,叫做氧化物。当然,总有例外。

氧化物中的氧多数都是-2价,例如H2O,CO2

少数为-1价,例如H2O2过氧化氢,Na2O2过氧化钠

更少数为-1/2价,例如K2O,读作超氧化钾

这一步一步的,氧在氧化物中的化合价逐渐升高,会不会升高到正价呢?那需要一个比氧更能夺电子的元素。整个元素周期表中得电子能力最强(电负性)的是氟(F),故OF2(二氟化氧)中氧为+2价。此时我们不叫它氧化物,而叫氟化物。

对于下文中讲到的四氧化三铁,(包括四氧化铁)结构与普通氧化物不同,故分类为“复杂氧化物”,他们的结构与普通氧化物有很大不同。我个人认为,所谓复杂氧化物,即指:在氧化物中,氧原子的成键方式不止一种。(个人观点)

铁的氧化物有哪些?

列出铁的氧化物,以正视听(释义:保证事实被正确理解)。

化学式

Fe价

化学名称

备注

FeO

+2

氧化亚铁

中学不学

Fe2O3

+3

氧化铁


Fe3O4

四氧化三铁


FeO2

+4

二氧化铁

中学不学

FeO3

+6

三氧化铁

中学不学

FeO4

+6

四氧化铁

中学不学

上表Fe元素的价态我都标了出来,其中Fe3O4的价态是★,比较复杂,容我慢慢说。对于上表,你会说:二氧化铁,三氧化铁,四氧化铁是什么鬼!氧化亚铁也许还有人见过,后三种绝没见过。但它确实存在,中学不学它,看看就行了,不需重视。

FeO4中的Fe也许有人以为我写错了,其实没错,不是+8,就是+6。

Fe3O4中铁的价态为什么复杂?

我们来算算,氧是-2价,四个氧,-8价,那Fe就是+8价。+8价分给三个Fe原子,每个Fe原子的价态就是+8/3价。“正三分之八价!”化合价代表得失电子的数目,不可能得三分之八个电子。我们管这种“经过化学式,演算推倒出来的化合价”叫做表观化合价。而实际上,这里的情况是什么呢,我们来看看三种氧化物与酸的反应。

反应原理:金属氧化物 + 酸 → 盐 + 水,反应前后金属的价态不变。

四氧化三铁为啥属于盐?

我们会发现,四氧化三铁的反应,可以看做是前反应的加和,所以在结构上我们暂且认为:Fe3O4 = Fe2O3 + FeO(这种认识方法并不严密,但暂且可以这么认为)。一个Fe3O4分子中的三个铁原子,两个显+3价,一个显+3价。

在一个化合物中,一种元素只有一种化合价,这个看似正确的说法,自从我们见到硝酸铵(NH4NO3)后就颠覆了(NH4NO3中第一个n(为)-3价,第二个n(为)+5价)。今天我们又学了四氧化三铁中的三个铁原子,分别显示+2和+3两种价态。

其实,上文说的FeO4也是个说明这个问题的好例子。四氧化铁中Fe为什么是+6不是+8,是因为这四个氧中,有三个氧是-2价,一个氧是0价。化合物中还会有零价的元素?会!!!!

Fe3O4具有怎样的结构?

要回答这个问题,回忆下高中化学必修一,第三章“金属及其化合物”中讲到了氢氧化铝是两性氢氧化物。

氢氧化铝在水中发生两种电离:

四氧化三铁为啥属于盐?

一方面,氢氧化铝可以电离出氢离子和氢氧根离子:

四氧化三铁为啥属于盐?

另一方面,氢氧化铝可以电离出氢离子和铝酸根离子:

四氧化三铁为啥属于盐?

能电离出氢离子和酸根离子,所以氢氧化铝我们也可以看做是酸:铝酸(H3AlO3)。

铝酸易失去一分子水,变为偏铝酸:

四氧化三铁为啥属于盐?

偏铝酸是弱酸,在水溶液中也会部分电离:

四氧化三铁为啥属于盐?

以上是高一课本内容,由以上内容我们来照葫芦画瓢:

氢氧化铁是两性氢氧化物,在水中发生两种电离:电离出铁离子和氢氧根离子,电离出氢离子和铁酸根离子。

铁酸易失去一份子水,变为偏铁酸。

偏铁酸可电离,电离出偏铁酸根离子。

四氧化三铁为啥属于盐?

好了。偏铁酸根是个阴离子,它可以和阳离子构成盐。如果这个阳离子是+2价的亚铁离子,那么构成的盐就是:

四氧化三铁为啥属于盐?

由于是亚铁离子和偏铁酸根离子构成的盐,读作:偏铁酸亚铁

数数这个偏铁酸亚铁的组成原子,三个Fe,四个O,刚好:Fe3O4!!!

事实上,四氧化三铁,人家的真实结构是:偏铁酸亚铁。是一种盐!!!

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