鐵娘
- 請不要害怕那些擁有堅硬的鋼灰色外表的元素,我們擁有的是溫暖的心靈。(註)過渡金屬多為硬度、密度、熔沸點較高的金屬元素,但其中有很多是生命必須微量元素。
- 過渡金屬娘們注重召喚使魔的魔法,不同階級的使魔常常能帶來不同的色彩。(註)很多過渡金屬有多個價態,並且其中的一些元素的離子顏色豐富。
- 請注意,勿接近工廠廠區,以免造成不必要的傷害。(註)過渡金屬娘中的很多位的主要用途都是製造工業、軍事領域使用的特種合金。
祝您遊覽愉快!
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基本資料 | |
本名 | 鐵 (拉丁)Ferrum 菲洛姆 (英)Iron |
---|---|
Fe | |
117pm(共價) | |
55.845 | |
熔點 | 1538℃ |
沸點 | 2750℃ |
密度 | 7.874 g/cm3 |
化合價 | 0,+2,+3,+4,+5,+6 |
存在
|
地殼中4.75% |
1.83 | |
已發現的共34種,其中的天然同位素(54Fe,56Fe,57Fe,58Fe)穩定存在 | |
相關 |
鈷,鎳 |
鐵娘是最常見的Ⅷ族元素娘,原子序數為26,是家族的大姐。今天也在努力給身軀柔弱的人類幫忙呢。
家族,使魔( ),社會關係
家族
鐵娘屬於過渡元素聯邦中的Ⅷ家族,元素周期表第二大族哦!ⅢB族:厲害厲害家族如下:
- 鐵娘親族
- 大姐 鐵娘Fe(自己)
- 二姐 鈷娘Co
- 三姐 鎳娘Ni
- 鉑娘親族
- 四姐 釕娘Ru
- 五妹 銠娘Rh
- 六妹 鈀娘Pd
- 七妹 鋨娘Os
- 八妹 銥娘Ir
- 九妹 鉑娘Pt
- 人造放射小隊
- 十妹 𨭆娘Hs
- 十一妹 䥑娘Mt
- 十二妹 鐽娘Ds
儘管在家族內
外貌
銀白髮色(純鐵為銀白色),黑瞳(通常情況下鐵表面有灰黑氧化層,對鐵粉、鐵絲等更明顯),巨乳(不是鋼板,是鋼球!),時常換裝(使用範圍極廣),沒有翅膀,平日不好動,只在
偶爾會變身,頭髮變成藍白色,瞳色變紅(加熱到一定溫度鐵會變紅,控制鐵不汽化加熱到超高溫鐵會變成藍白色。老的恆星溫度較低,呈紅色;藍白色是溫度高的年輕恆星的標誌)
社會關係
Fe娘可以與很多活潑的非金屬元素百♀合。為人類熟悉的主要是Fe2O3,這主要是人類沒能好好保護鐵娘而使得她被玩♀壞的結果。Fe還可以與硫娘百合生成二硫化亞鐵/過硫化亞鐵/黃鐵礦醬(FeS2)[1],該物質有着金色的外觀色澤,因此也被一些居心不良的人類稱為金娘而騙其他人類。「處於硫封印態的銅娘(硫化銅礦)發來聲援:「我也是我也是為什麼為什麼55555」Fe娘:哼!為什麼只有謊稱我為金娘才有人喜歡我,人家哪裡比金娘差了!(這不有一個優點麼,金娘體重超標了,而你沒有……)[2]
Fe娘同時可以和絕大多數的金屬以及某些非金屬(主要指碳娘)
鐵娘很接近完美的金屬娘,可惜,會生鏽。(Fe娘:氧娘你過來我們探♀討一下人生)
使魔( )
作為過渡金屬,鐵有很多種化合價:
-2(四羰基鐵酸二鈉桑)(MIN);0(菲洛姆·梅濤,自己和五羰基鐵醬); +1(棕色環);+2(菲洛斯·艾昂); +3(菲里克·艾昂); +4[鐵(IV)酸桑]; +6[高鐵(Ⅵ)酸桑,菲萊特·艾昂];+7(FeO4-桑)[3](MAX)
棕色環-硫酸亞硝酰合鐵(I)醬
許多人都不知道鐵娘還有+1價存在,只有
向含有硝酸根的待測試液中加入+2價鐵娘的溶液,再順着壁倒入一點濃硫酸,倚仗了濃硫酸醬的硝酸根醬非常自信,會迅速地搶走某幾隻鐵娘的電子變成一氧化氮。但是剩下的+2價鐵娘試圖搶回電子,抱住一氧化氮醬身上的一個電子變成了+1價,合體形成了棕色的黑絲形態絡合物「硫酸亞硝酰合鐵[Fe(NO)(H2O)5]SO4」醬,在兩個溶液界面上就會出現「棕色環」,裡面的鐵娘正羞澀地展示着自己的+1價形態,同時身下還壓着一氧化氮醬。
亞鐵離子(II)
因為鐵在金屬活動順序表中排在氫離子前面,所以鐵娘可以犧牲自己變為二價鐵,把不活潑的金屬離子醬和氫離子醬還原。
當把鐵娘扔進一般的酸娘(非氧化性酸)的時候,得到的基本都是菲洛斯醬,離子方程式如下:
二價鐵醬有淡綠色的泳裝,實際上是被六個水娘粉絲圍住,形成了綠色的六水合亞鐵離子。
若二價鐵遇上了兩個氫氧根,則會沉澱成白毛少女Fe(OH)2。如果溶液中溶解有氧娘,染髮師氧娘會自動地收取一些電子後給氫氧化亞鐵醬染上深淺不一的綠色頭髮,生成成分多變的、統稱為綠鏽的使魔。
但是綠鏽醬也很不穩定,空氣中的氧娘甚至水中的溶氧覺得染的不夠好就會聯合水娘再次給她染頭,染成紅褐色頭髮的氫氧化鐵醬,方程式如下:
鐵離子(III)
鐵系萌娘中鐵娘是擁有穩定的+3價離子的兩位萌娘之一,另一位是鈷娘。
使用氯水、高錳酸鉀等略強的氧化劑氧化可愛的二價鐵醬,能夠得到三價鐵醬,菲里克:
或者粗暴一點,使用強氧化劑啪的一下把鐵娘推倒,即可快速搶走鐵娘的三個電子,例如在氯氣中加熱,或者丟進熱的濃硫酸桑:
倘若這裡的酸娘是冷的,鐵娘會穿上一層防護服(成分學界尚無定論,多認為是鐵的氧化物),阻礙酸娘繼續反應,這種現象叫「鈍化」(而且並不僅僅在鐵娘上發生)。
類似地,三價鐵醬也結合六個水生成極淺紫色的六水合鐵離子$\ce{[Fe(H2O)6]^3+}$,然而在水娘的強烈水解下會生成黃色的$\ce{[Fe(OH)(H2O)5]^2+}$,這就是菲里克醬黃色金髮的由來。
三價鐵醬是一種中強的氧化劑,能氧化許多物質娘,騙走她們的電子,甚至狠起來連本體鐵娘的電子都騙。例如:
電子工業上常用第一個反應(三價鐵醬與銅娘單質的反應)刻蝕印刷電路銅板。
第三個反應常被認為是鐵娘與非氧化性酸反應只能生成二價的原因之一。
利用第三個反應,主動給黑化的三價鐵醬送電子,能夠安撫她的情緒,變回二價鐵,因此實驗室常在二價鐵鹽的溶液里放一小塊鐵娘。
四氧化三鐵醬(II/III)
Fe3O4醬是鐵娘最特殊的使魔。四氧化三鐵醬具有磁性。
將燒紅的鐵娘塞進純氧中可以燃燒生成$\ce{Fe3O4}$:
鐵娘和氣態的水娘在熱烈的深♀入♀交♀流中也可以發生置換反應生成$\ce{Fe3O4}$和氫娘:
四氧化三鐵醬的成分可看作是$\ce{\overset{+2}{Fe}O·\overset{+3}{Fe}_2O3}$,但並不是混合物。經X射線結構研究證明,$\ce{Fe3O4}$具有反式尖晶石結構,晶體中並不存在偏鐵酸根離子$\ce{\overset{+3}{Fe}_2O4[2-]}$或是其他的含氧酸根。
由此可見,Fe3O4中有兩隻+3價的菲里克·艾昂和一隻+2價的菲洛斯·艾昂。
鐵酸醬(IV)
將摩爾比4比1的碳酸鍶和氧化鐵在高溫下
+4價鐵娘的配合物使魔或賦閒於某瓶
高鐵酸醬(VI)
在鹼性的環境下用強氧化劑(次氯酸鹽、高碘酸等)氧化在水裡游泳的鐵娘,鐵娘便會變成+6價,形成高鐵酸鹽,高鐵酸鹽的溶液具有可愛的殷紅色。
把細細的鐵娘粉末和鉀娘的使魔硝酸鉀的粉末混合在一起加熱也一樣能夠召喚出+6價態的鐵娘。+6價的鐵娘沒辦法單獨在水裡游泳(遇水就還原),只能拉上幾隻氧娘變成高鐵酸在水裡游。
高鐵酸娘形成的鹽類是淨水好手哦!由於是比較高的氧化態,高鐵酸桑擁有很強的氧化能力,可以將水裡的細菌病毒通通破壞掉,並且被還原變成氫氧化鐵醬(Fe(OH)3)。
被還原的氫氧化鐵醬不會游泳,在下沉時可以順便拉上一些細小的懸浮物一起沉在水底,讓水娘變得乾乾淨淨,並且不會形成任何會危害到人類的物質。高鐵酸桑形成的鹽類因為有這些特徵,也被人們成為「綠色淨水劑」,有着非常出色的應用前景。
召喚高鐵酸桑的方程式:
高鐵酸桑的陰離子FeO42- 不穩定,只能在高pH的環境下穩定存在,在中性或者是酸性pH環境下會分解變成鐵(Ⅲ)醬。
方程式:
個人經歷
出道
身為元素共女,鐵娘在宇宙中的含量絕對不少,在地球上亦不例外。她是宇宙中第六豐富的元素,地殼中含量第四多的元素,據預測亦是地核的主要成分之一。(地球原住民)
身為較活潑的金屬娘,本應因沉迷與氧娘硫娘之類的其他元素娘搞姬而長期真人不露相,意外的是,鐵娘因為她在宇宙空間的分布而以天外來客的身份與人類提前邂逅,這讓人們在掌握召喚鐵娘的方法之前就能和鐵娘工作。(人類最早發現鐵是從隕石中,且在各大古文明中隕鐵的使用均早於煉鐵技術的出現,在中國,古人稱鐵為「天石」。)
隕石中的鐵娘是高冷的女王,很少施人類以恩惠。自人類掌握召喚鐵娘的方式後,鐵娘正式開始了自己的工作史。
出道即巔峰
在人類掌握了召喚鐵娘的方法,鐵娘以其龐大的儲量、低廉的成本迅速替代了此前最受歡迎的銅娘成為了人類使用量最大的金屬。時至今日,鐵娘以及她與碳娘的
召喚方式(鐵的冶煉方法)
實驗室召喚術
實驗室煉鐵產物為純鐵,所用藥品為氧化鐵/四氧化三鐵和一氧化碳/碳/氫氣。
以氧化鐵和一氧化碳反應為例,方程式為:
工業召喚術
通常而言,工業召喚術一般使用氧化鐵礦而不使用硫化鐵礦,因為硫對成品鐵娘的硬度影響比較高。
工業煉鐵的產物為生鐵而並非純鐵,工具為高爐,加入的原料分別為鐵礦石、焦炭、空氣以及大理石/石灰石。若要獲取純度更高的純鐵娘,可以用氧化亞鐵把碳氧化出去。鐵娘:說好的「愛的結晶」呢?
相關方程式分別為:
(高溫煅燒大理石/石灰石產生二氧化碳)
(碳娘升天變成二氧化碳通過熾熱碳層形成還原劑一氧化碳)
(一氧化碳還原氧化鐵)
(產生爐渣以提高鐵娘純度)
元素共女
在某些物理規律的影響下,56Fe成為了比結合能最大的一種原子,因此在元素周期表中,比56Fe輕的元素聚變釋放能量,比56Fe重的裂變釋放能量,唯有56Fe,聚變和裂變都要吸收能量,無法釋放能量供恆星維持形態抵抗萬有引力的收縮。於是,鐵成為了恆星中核反應的最終產物,即與元素共母氫娘相對應的「元素共女」。當恆星中心的核聚變到達了產生56Fe的地步時……
超新星爆發……超新星爆發……快講……總有女兒想當媽,接下來就是鐵娘的誕生在摧毀了恆星的同時讓更重的元素娘誕生的故事了
注釋
- ↑ 由於含有一個過硫根,鐵呈+2價,硫呈-1價
- ↑ 此法可以辨別二硫化亞鐵FeS2和金Au
- ↑ 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.
- ↑ Sr2FeO4的製備和結構:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/002245969190263H?via%3Dihub
- ↑ 四價鐵的八面體胂配合物:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1966/J1/j19660000162
- ↑ 經由鐵(Ⅳ)的端基氮化物的固氮:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.7b09364