Темір

Темір (; Fe) — Менделеевтің Периодтық кестесінің 4-ші периодының 8-ші қосымша тобындағы химиялық элемент. Алюминийден кейін жер қабатындағы ең кең/көп таралған металл. Металдар қатарына жататын химиялық белсенділігі бойынша орташа элемент. Негізінен темір деп оның басқа металдардың аз мөлшердегі (0.8%), оның жұмсақтығы мен серпілімділігін сақтайтын қоспа деп атайды. Бірақ практикалық қолданыста темір мен көміртегі қосылысын болатты (2.14% дейінгі көміртегінің массалық үлесін) және шойын (көміртегі массалық үлесі 2.14% аса), онымен қоса тоттанбайтын болаттың легиленген металдармен (хром, марганец, ванадий, т.б.) металдардың аз мөлшерде қосылыстары кең таралған. Осы темірдің қасиеттері оны әлемдегі ең маңызды және тиімді металл болып саналуын қамтамасыз етеді. Табиғатта темір сирек кездеседі, негізі темір-никель метериоттердің кұрамында кездеседі. Жер қыртысында таралуы шамамен 4.65%. Жер ядросынан көпшілігін темір құрғандықтан жер бойында магнит өрісі пайда болады. Реттік нөмірі — 26, атомдық массасы — 55,847. Темір элементінің қасиеттері Физикалық қасиеттері * Ақ сұр түсті, металдық жылтыры бар, электр тогы мен жылуды жақсы өткізетін, магнитке тартылатын, жұмсақ, созылғыш металл. Жылтырлығы металл типтес. Магниттік қасиеті бар. * Темірдің қаттылығы 4—5; меншікті салмағы 7—8. Куб формасы бойынша жымдастығы бар. Сынығы созылыңқы. * Тығыздығы 7, 864 г/см3, балқу t ═1539 С. * Темірдің 769 С градусқа дейін магниттік қасиеті сақталады. * Платинадан айырмашылығы, мұны HN0 3 жақсы ерітеді. Сингониясы куб; гексаоктаэдр формасында. Оның түйірлері кейде уақ тұтас форма түрінде байқалады, сирегірек болса да үлкен кесектері де кездеседі. Темірдің бірнеше полиморфтық модификацияда болатыны анықталған, олардың жоғарғы температуралы модификациясы — ү-Ғе (906°-тан жоғарырақ ) . Ішкі құрылысы жақ орталықты куб. Төменгі температурасы — а-Ғе (906°-тан төменірек). Ішкі құрылысы жабайы орталықты куб. Химиялық қасиеттері * Темір атомының құрылысы: 26 электрон, 26 протон, салыстырмалы атомдық массасы 56, 30 нейтрон, 4 электрондық қабат, 2) 8) 14) 2), * Электрондық конфигурациясы: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 *Тотығу дәрежесі 0,+2,+3, кейде +6; тотықсыздандырғыш болып табылады. * Жай заттармен және күрделі заттармен реакцияға түседі. Таза темір магниттелуге, тез магниттік қасиеттерін жоюға бейім. Сондықтан оны трансформаторлар, электромоторлар, электромагниттер, және микрофон мембраналарын жасауға қолданады. Темір көбінесе болат және шойын құймалары түрінде пайдаланылады. Темір элементі астрономияда Темір күн жүйесінде ең көп тараған элемент. Жер ядросының 90%темір құрайды. Жер мантиясында 12%, жер қыртысында 5%темір бар. Темірді ертеде «Аспан тасы» деп атаған. Жер бетіне жылына мыңдаған метеорит бөлшектері түседі, олардың құрамында 90% темір бар. Ең үлкен метеорит 1920 ж Америкадан табылған, салмағы 60т. 1895 жылы Гренландия мұздағынан салмағы 34т темір метеорит табылған, қазір Нью-Йоркте сақталуда. Темір элементі геологияда Темір кендерінің ең үлкен қоры Орал тауларында орналасқан (онда кейбір таулар толық темірден құралған). Курск, Кольск жартылай аралында, Шығыс және Батыс Сібірде темір кенінің үлкен қорлары бар. Қазақстанда темір кендері Оралдың шығыс беткейінде, Қостанай өңірінде көптеп кездеседі(Соколов - Cарыбай). Темірдің табиғи минералдары: * Fe 3 O 4 (магнитті темір немесе магнетит - 72% Fe) * Fe 2 O 3 (қызыл теміртас немесе гематит - 70% Fe) * Fe 2 O 3 • 3H 2 O (лимонит - 50% Fe) * FeS 2 (пирит немесе күкірт колчеданы - 52% Fe) * FeSO 4 • 7H 2 O (темір купоросы) Темірдің биологиялық маңызы Темір — гемоглобиннің, миоглобиннің, тотығу-тотықсыздандыру ферменттері — пероксидаза, каталаза мен биологиялық тотығу процесін жүргізетін цитохромдық ферменттер құрамы на енеді. Денеде темір бауырда, көк бауырда, ішектің кілегейлі қабығында ферритин (темірдің гидрат тотығы мен белоктардың қосылысы) түрінде кездеседі. Организмде темір гемосидерин (темірлі пигмент, гемоглобиннің ыдырау өнімі) түрінде де кездеседі. Темірдің бір бөлігі плазма белоктарымен сидерофилин атты қосылыс түзеді. Осы қосылыс түрінде темір организмде тасымалданады. Организмде темір жетіспесе эритроциттердің түзілуі бұзылып, қан азаяды (анемия). Бұл элементтің рөлі денсаулық үшін өте зор. Егер темір жетіспесе, баршамызға белгілі анемия немесе қаназдық ауруы пайда болады. Бұл элементтің ағзадағы тәуліктік мөлшері — 11-30 мг. Адам қанында 3 грамға жуық темір бар. Оның мөлшері көрсетілген шамадан төмен болса, қанның қызыл жасушасының, яғни, гемоглобиннің түзілуі бұзылып, тыныс алу қызметі нашарлайды. Темір ағзаға сырттан түседі, тамақтың құрамындағы темір ионы он екі елі ішектің жоғар-ғы бөлігінде қанға сіңеді. Темірдің ағзаға дұрыс сіңбеуі асқазандағы тұз қышқылының жетіспеуінен немесе темірдің ақуызбен байланысының нашарлауынан болады. Ал тұз қышқылының жетіспеуінің өзі бауыр мен өт жолдарының дұрыс қызмет атқармауынан деуге болады, яғни, оларда әр түрлі тұздар тас түрінде жиналады. Тастардың пайда болуы топырақ пен судың және қоректің сапасына байланыс-ты екендігі түсінікті. Темір жетіспеген кезде тері бозарады, тырнақ жұмсарады, әрі тез сынады, ауыз қуысы және ас-қазанның сілекейлі қабаты бүлінеді. Темір жұмыртқаның сарысында, қарақұмықта, грек жаңғағында, күнжіт, фасоль, өрікте, мейізде көп болады. * Адам денесінде темір құрамы 3 - 7 гр дейін (ткань, қан, ішкі органдарда) болады. Темір біздің организмге тамақ арқылы келеді. Ересек адамның тәулік қажеттілігі 11 - 30 мг құрайды. * Бұлшықет ақуызы – миоглобин, құрамында Fe+3 катионы етке қызғылт түс береді. Қан белогы – гемоглобин, құрамында Fe+2 катионы, қанға қызыл түс береді, сүйек кемігінде түзіледі. * Темір барлық жасыл өсімдіктер құрамына кіреді, хлорофилл түзуге, тыныс алуға қатысады. Темір кендері Теллурлық таза темірдің сирек табылғандары негізді және ультранегізді магмалық жыныстармен байланысты болады. Өте ірі таза темір кендері Гренландияның батыс жағасындағы Диско аралының Уифаке базальттарында және Германиядағы Кассель қаласының қасында ұшырасқан. Сонымен бірге осы екі кен орындарында пирротин (FeS) және когенит (Ғе3С — темір карбиді) кездеседі. Тегінде темірдің жаратылысы осы минералдармен байланысты болу керек. Өзгерілген (серпентинделген) ультранегізді жыныстарда темір өте ұсақ түйіршіктер түрінде бірнеше рет кездескен. Сонымен қатар оның парагенезисті пирротиннен, кейде магнетиттен шыққаны да анықталды, яғни солардың оттегінен тотықсыздану реакциясынан шығады. Сондай-ақ кварцты тақта тастардан экзогендік жолмен шашыранды түрде шыққан темір де бар (Борнео аралы). Тас көмірдің өртенуінің арқасында және шымтезек заттары арасында да темір пайда болады деген пікір бар. Теллурлық темірден басқа аспан кеңістігінен келген таза метеорит темір кесектері кездеседі. Оны космостық темір деп атайды. Метеорит темірінің бір өзгешелігі — оның ішкі құрылысы ромбылы решетка болып келеді. Ондай құрылыс метеорит темірінін бетін тегістеп өңдегенде байқалады. Оны алғашқы байқаушының аты бойынша видмагнитет фигурасы деп атайды. Темір барлық ірі өнеркәсіп пен машина жасау өндірісінің негізгі металы болып табылады. Темір кендері туралы кейін айтылады. Өйткені жеке элемент түрінде кездесетін темірдің өндірістік маңызы жоқ , тек минералогиялық қана маңызы бар. Темір кені көбіне тотық түрінде кездеседі. Темір элементі туралы қызықты деректер * Месопотамия өркениетті метеориттік темірді білген, олар б. з. д. ІІІ мыңжылдықта темірді қолданып оны «аспаннан түскен от» деп атаған. Оның құймасынан қару - жарақ, әсемдік бұйымдар жасаған. Египет фараоны ІІ Рамзес хеттер патшасына (б. з. д. 2500 жыл) жазған хатында кендерді тотықсыздандыру арқылы темір алу туралы мәліметтер бар. Жер бетінде темір алтыннан да бағалы болған уақыттар болды. “Темір ғасыры” деген терминді ғылымға ХІХ ғасырдың басында дат ғалымы Томсен енгізді. Бұл темір металлургиясы дами бастаған кез. Әйгілі Дамаск болаты Шығыста тіпті Аристотель (б. з. д. ІҮғ) кезінде жасалған. Болат қылыш жасау құпияда сақталып келді. * Делидегі б.з.б. ІҮ - Ү ғасыр ғасырда 415 жылы тұрғызылған темір бағана биіктігі 7 метр, салмағы 6, 5 тонна 99, 72% таза темірден тұрады, осынша уақыт таттанбауының себебін ғалымдар анықтай алмай отыр. * 1889 жылы Парижде француз инженері Гюстов Эйфель Эйфель мұнарасының құрылысын аяқтады. Париж эмблемасынасына айналған мұнара биіктігі 300 метр, таза темір металынан тұрады. *Темір табиғи суларда ең кең тараған элементтердің бірі болып табылады,оның орташа құрамы 0, 01 - 20 мг/л интервалында тербеліп тұрады. Алу жолдары Темірді оның оксидтерінен сутекпен, алюминиймен немесе көміртек (ІІ) оксидімен тотықсыздандырып алады: FeO + H 2 = Fe +H2O Fe2O3 + 2 AI = 2 Fe + Al 2 O3 Fe3 O4 + 4 CO = 3 Fe + 4 CO 2 Бұл процестер күрделі өнеркәсіптік қондырғыларға жүреді. Тест 1.Темір периодтық жүйеде орналасқан: а)Төртінші периодта VIIIВ топшада; ә) үшінші периодта ІІІА топшада; б) екінші периодтаІІА топшада; в) бесінші периодта ІА топшада. 2.Темір атомындағы электрон саны: а)12; ә)26; б)12; в)24. 3.Төмендегі тотығу дәрежесі темірге тән емес: а)+5; ә)+2; б)-3; в)+3. 4.Қанға қызыл түс беретін химиялық элемент: а)мыс; ә)қалайы; б) темір; в)алтын. 5.Темір атомының энергетикалық деңгейіне неше электрон болады: а)5; ә)2; б)3; в)6. 6.Темір металдарддың ішінді таралуы жағынан қай металдан кейін тұр: а)Мыс; ә)алюминий; б)күміс; в)мырыш. 7.Темір таралуы жөнінен нешінші орында: А)бірінші; ә)екінші; б)үшінші; в)төртінші. 8.Меккедегі темірдің қалқып тұруы неге байланысты: а)қаттылығы; ә)магниттігіне; б)жұмсақтығы; в)төзімділігі. 9.Пириттегі темірдің массалық үлесі қаншаға тен: а)44; ә)48 б)47 в)49. 10.Метеорит құрамында темір бар ма? а)бар; ә)жоқ. Тағы қараңыз * Химиялық элементтер тізімі Дереккөздер Сыртқы сілтемелер * [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fe/key.html Webelements - Темір] * [http://n-t.ru/ri/ps/pb026.htm] * [http://chemistry-chemists.com/N3_2012/U3/img/Fe1.html Темір элементінің суреттері] * [http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1527.html Железо на сайте XuMuK.ru] * [http://www.uralgold.ru/otherPI_Fe.html Темір кең орындары] * [http://nauka.relis.ru/08/0412/08412112.htm Темірдің жетіспеушілігінен және артық болу саласынан пайда болатын адам организмінің аурулары] * [http://www.tarbie.kz/33271 Темірді алу жолдары]