Demir grubu - Iron group
Gelen kimya ve fizik , demir grubu belirtmektedir elemanları ile ilişkili bir şekilde olan demir ; çoğunlukla periyodik tablonun 4. periyodunda (sıra) bulunur . Terimin farklı bağlamlarda farklı anlamları vardır.
Kimyada, terim büyük ölçüde eskidir, ancak genellikle demir üçlüsü olarak da adlandırılan demir , kobalt ve nikel anlamına gelir ; veya bazen, bazı kimyasal yönlerden demire benzeyen diğer elementler.
Gelen astrofizik ve nükleer fizik terimi hala oldukça yaygın olduğunu ve genellikle bu üç artı demektir krom ve manganez periyodik tablodaki komşularına kıyasla yeryüzünde ve başka yerlerde evrende hem son derece bol Beş elemanları,. Titanyum ve vanadyum da Tip 1a süpernovalarında üretilir .
Genel Kimya
Kimyada "demir grubu", demiri ve periyodik tablodaki sonraki iki elementi , yani kobalt ve nikeli ifade ederdi . Bu üçü "demir üçlü" den oluşuyordu. Periyodik tablonun 8, 9 ve 10. gruplarının en üstteki elementleridir ; veya eski (1990 öncesi) IUPAC sisteminde "grup VIII"in veya CAS sisteminde "grup VIIIB"nin en üst sırası . Bu üç metal (ve hemen altındaki platin grubundan üçü ), kimyalarında bariz benzerlikleri olduğu için diğer elementlerden ayrı tutulmuştur, ancak diğer gruplarla açık bir şekilde ilişkili değildir.
Kimyadaki benzerlikler, Döbereiner'in üçlülerinden biri olarak ve 1859'da Adolph Strecker tarafından not edildi . Gerçekten de, Newlands'ın "oktavları" (1865), demiri kobalt ve nikelden ayırdığı için sert bir şekilde eleştirildi. Mendeleev , hem orijinal 1869 makalesinde hem de 1889 Faraday Dersinde , "kimyasal olarak benzer elementler" gruplarının benzer atom ağırlıklarının yanı sıra eşit artışlarla artan atom ağırlıklarına sahip olabileceğini vurguladı .
Analitik Kimya
Geleneksel kalitatif inorganik analiz yöntemlerinde, demir grubu bu katyonlardan oluşur.
- çözünür klorürlere sahip ; ve
- olarak çökeltilir değildir sülfitler ile hidrojen sülfit olarak asidik koşullar;
- amonyak varlığında yaklaşık pH 10'da (veya daha düşük) hidroksitler olarak çökelirler .
Demir grubundaki ana katyonlar demirin kendisi (Fe 2+ ve Fe 3+ ), alüminyum (Al 3+ ) ve kromdur (Cr 3+ ). Örnekte manganez varsa , az miktarda hidratlı manganez dioksit genellikle demir grubu hidroksitlerle çökeltilir. Demir grubuyla çökeltilen daha az yaygın katyonlar arasında berilyum , titanyum , zirkonyum , vanadyum , uranyum , toryum ve seryum bulunur .
Astrofizik
Astrofizikte demir grubu elementlerinin grubudur krom için nikel veya hemen onlardan önce - - sırasına göre önemli ölçüde daha bol bunu takip edecek olanlar daha evrendeyiz, atom numarası . Diğer elemanlarına göre demir grubu elementlerin miktarlarının çalışma yıldızlı ve süpernova modelleri arıtma verir yıldız evrimi .
Bu göreceli bolluğun açıklaması , belirli yıldızlarda, özellikle yaklaşık 8-11 Güneş kütlesindekilerde nükleosentez sürecinde bulunabilir . Ömürlerinin sonunda, diğer yakıtlar tükendiğinde, bu tür yıldızlar kısa bir " silikon yanması " aşamasına girebilirler . Bu, helyum çekirdeklerinin sıralı eklenmesini içerir.4
2o
(bir " alfa süreci ") yıldızda bulunan daha ağır elementlere28
14Si
:
28
14Si
+ 4
2o
→ 32
16S
32
16S
+ 4
2o
→ 36
18Ar
36
18Ar
+ 4
2o
→ 40
20CA
40
20CA
+ 4
2o
→ 44
22Ti
44
22Ti
+ 4
2o
→ 48
24cr
48
24cr
+ 4
2o
→ 52
26Fe
52
26Fe
+ 4
2o
→ 56
28Ni
Bu nükleer reaksiyonların tümü ekzotermiktir : salınan enerji, yıldızın kütleçekimsel daralmasını kısmen dengeler. Ancak dizi biter56
28Ni
, serideki bir sonraki reaksiyon olarak
56
28Ni
+ 4
2o
→ 60
30çinko
endotermiktir. Kendisini destekleyecek başka bir enerji kaynağı olmadığından, yıldızın çekirdeği kendi üzerine çökerken, dış bölgeler bir Tip II süpernovada havaya uçar .
Nikel-56, beta bozunmasına göre kararsızdır ve silikon yanmasının son kararlı ürünü56
26Fe
.
56
28Ni
→ 56
27ortak
+ β + t 1/2 = 6.075(10) d 56
27ortak
→ 56
26Fe
+ β + t 1/2 = 77.233(27) d
| nüklid kütlesi | Kütle kusuru | Nükleon başına bağlanma enerjisi |
|
|---|---|---|---|
| 62 28Ni |
61.9283451(6) u | 0.5700031(6) u | 8.563872(10) MeV |
| 58 26Fe |
57.9332756(8) u | 0.5331899(8) u | 8.563158(12) MeV |
| 56 26Fe |
55.9349375(7) u | 0.5141981(7) u | 8.553080(12) MeV |
Demir-56'nın istisnai olarak yaygın olduğu, çünkü tüm nüklidlerin en kararlısı olduğu sıklıkla yanlış bir şekilde ifade edilir. Bu pek doğru değil:62
28Ni
ve 58
26Fe
nükleon başına biraz daha yüksek bağlanma enerjileri vardır - yani, sağdaki tablodan görülebileceği gibi, nüklidler olarak biraz daha kararlıdırlar. Ancak, bu nüklidlere giden hızlı nükleosentetik yollar yoktur.
Aslında, kararlılık eğrisinin tepesinde kromdan nikele kadar birkaç kararlı element nüklidi vardır ve bu elementlerin evrendeki göreli bolluğunu hesaba katar. Doğrudan alfa süreci yolunda olmayan nüklidler , yıldız içindeki yavaş nötronların yakalanması olan s süreci tarafından oluşturulur .
Ayrıca bakınız
- Tek başına iyonize demir grubu elementler
- S süreci
- Silikon yakma işlemi
- Kimyasal elementlerin bolluğu