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四氧化三鐵的化學式及鐵的價態(tài)如何?(四氧化三鐵的化學式及鐵的價態(tài)如何表示)

四氧化三鐵的化學式及鐵的價態(tài)如何?(四氧化三鐵的化學式及鐵的價態(tài)如何表示)

四氧化三鐵是M3O4型氧化物的一種,它具有反式尖晶石體結構。因為四氧化三鐵的單位晶胞中,氧離子個數:鐵離子個數=32:24,化為簡單整數比為4:3。為了表明氧和鐵離子的個數比,所以把它的化學式寫為Fe3O4;為了表明其晶體結構和鐵的價態(tài),還有以下幾種常見的書寫形式:

FeO·Fe2O3

為了表明Fe3O4中鐵的不同價態(tài)的離子個數和氧離子個數比,而常寫成FeO·Fe2O3。這種寫法易把Fe3O4誤以為是FeO與Fe2O3的分子間的化合物。從Fe3O4的晶體結構看,并沒有FeO及Fe2O3這樣的分子,因此它不可能是分子間化合物。

②Fe2FeO4

為表明鐵的價態(tài),有時寫成Fe2FeO4或寫成Fe3 Fe2 (Fe3 O4)即(FeFe)Fe3 O4。但這種寫法易把Fe3O4誤認為是正二價、正三價鐵的鐵酸鹽,從Fe3O4的晶體結構看,并沒有鐵酸根離子(Fe3 O4)5-存在。

③Fe3 (Fe2 Fe3 O4)

因為Fe3O4是反式尖晶石結構,為B(ABO4)形化合物,故可寫成Fe3 (Fe2 Fe3 O4)。它可以反映Fe3O4的晶體結構,也表明了鐵的價態(tài)。

根據上述幾種寫法的介紹可見:Fe3O4化學式的寫法是多種多樣的,每種寫法都有其說明的重點問題。但也有其局限性。因此,在使用時,應根據所要表明的問題而恰當地選擇。

在中學化學學習中,我們認為,首先應當明確的是把四氧化三鐵寫成Fe3O4,這只是它的化學式而不是分子式。因為在四氧化三鐵的晶體中并沒有獨立的Fe3O4結構單元,而Fe3O4的寫法只是指明了氧、鐵兩種元素原子個數的簡單整數比。化學式的寫法雖然可以用FeO·Fe2O3,但應指明這只是為了表明四氧化三鐵的化學組成,而不要把它看成是四氧化三鐵的分子式,更不要認為它是分子間的化合物。

由Fe3O4的晶體結構可知,在單元晶胞內的24個鐵離子,(有16個是Fe3 ,8個是Fe2 )即Fe3O4中有的鐵是正二價陽離子,有的鐵是正三價的陽離子,總的正價是:2 3×2=8,或鐵的氧化值是8。

應當指出,雖然Fe3O4是M3O4型的氧化物,它具有反式尖晶石結構;但并不是所有的M3O4型氧化物均與Fe3O4相同,不一定都是M3 M2 M3 O4型的,都是反式尖晶石結構。

關于Fe3O4為什么具有反式尖晶石結構的問題,可用晶體場理論說明,這里從略。

四氧化三鐵的化學式及鐵的價態(tài)如何?(四氧化三鐵的化學式及鐵的價態(tài)如何表示)

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