Czy żelazo w brązowym pierścieniu ma stopień utlenienia +1?

Question

view on stackexchange narkive permalink

W standardowym brązowym teście pierścieniowym dla jonu azotanowego, brązowy kompleks pierścieniowy to: $$ \ ce {[Fe (H2O) 5 (NO)] ^ {2 +}} $$

W tym związku ligand nitrozylowy jest naładowany dodatnio, a żelazo jest na stopniu utlenienia + 1 $.

Teraz żelazo ma stabilne stopnie utlenienia +2 i +3. Nitrozyl, jako ligand, występuje w wielu smakach, z których jednym jest ujemnie naładowany nitrozyl.

Nie widzę powodu, dla którego żelazo nie utlenia się samorzutnie do +3 i nie zmniejsza $ \ ce {NIE } $ do -1, aby uzyskać stabilność. Ale i tak nie wiem, jak analizować tę sytuację. Myślę, że mogą istnieć sprytne wiązania wzmacniające stabilność, ale nie jestem pewien.

Dlaczego więc żelazo jest tutaj w +1, kiedy możemy mieć pozornie stabilną sytuację z żelazem w +3?

Answer 1

view on stackexchange narkive permalink

Według Kinetyka, mechanizm i spektroskopia odwracalnego wiązania tlenku azotu z wodnym żelazem (II). Reakcja z podręcznika dla studentów studiów licencjackichRevisited

Prawidłowa struktura to $ \ ce {[Fe ^ {III} (H_2O) _5 (NO ^ {-})] ^ {2+}} $

Przez wiele lat sądzono, że żelazo zostało zredukowane do $ \ ce {Fe ^ {I}} $ i $ \ ce {NO} $ utlenione do $ \ ce {NO +} $, na podstawie zaobserwowanych moment magnetyczny sugerujący trzy niesparowane elektrony, jednak obecne myślenie jest takie, że wysoki spin $ \ ce {Fe ^ {III}} $ ($ S = 5/2 $) łączy się antyferromagnetycznie z $ \ ce {NO -} $ ($ S = 1 $) dla obserwowanego spinu o wartości $ S = 3/2 $.

Answer 2

view on stackexchange narkive permalink

Twoje podstawowe założenie jest niepoprawne: żelazo w [Fe (H ₂ O) ₅ (NIE)] ²⁺ to Fe (III), a ligand to NIE ^- .

Answer 3

view on stackexchange narkive permalink

Stan utlenienia „Fe” w brązowym kompleksie pierścieniowym zależy od trybu wiązania liganda NO z żelazem (czy jest „zgięty” czy „liniowy”). O ile nie określimy częstotliwości IR liganda NO dla różnych trybów, nie możemy powiedzieć o stopniu utlenienia „Fe”. W zależności od częstotliwości rozciągania IR liganda NO związanego z żelazem, może to być NO +, NO- lub po prostu NO.

Answer 4

view on stackexchange narkive permalink

W brązowym kompleksie pierścieniowym, $ \ ce {[Fe (H2O) 5 (NO)] ^ {2 +}} $ pięć cząsteczek wody jest obecnych, trudniej jest ustabilizować stan utlenienia $ + 3 $ $ \ ce {Fe} $ i stąd $ \ ce {NIE} $ obecne jako $ -1 $.
Jeśli weźmiemy pod uwagę, że $ \ ce {NIE} $ to $ + 1 $, to $ \ ce {Fe} $ wynosi $ + 1 $, co jest bardzo niestabilne w regionie współligandu, takim jak $ \ ce {H2O} $.
tj. w zespole brązowego pierścienia stopień utlenienia żelaza wynosi $ + 3 $.

Answer 5

view on stackexchange narkive permalink

Tutaj żelazo staje się +1 z powodu obecności liganda $ \ ce {NO} $ +1. Związek $ \ ce {[Fe (H2O) 6] ^ {2 +}} $ powstaje, gdy $ \ ce {FeSO4} $ rozpuszcza się w wodzie podczas brązowego testu pierścieniowego.

Teraz, gdy dodamy wodny roztwór jonów azotanowych w $ \ ce {FeSO4} $ solution $ \ ce {Fe ^ {(II)}} $ zamieniamy na $ \ ce {Fe ^ { (III)}} $ i $ \ ce {NO3 -} $ są konwertowane na $ \ ce {NO} $.
Te $ \ ce {NO} $ będące nieparzystym związkiem elektronowym mogą wykorzystywać trzy z jego elektronów, wśród których przekazuje dwa elektrony do $ \ ce {Fe ^ {(II)}} $, podczas gdy jeden dzieli z niecałkowicie wypełnionym orbitalem $ \ ce {d} $ i wypiera jeden ligand wodny związany z drugorzędną wartościowością do $ \ ce {Fe} $ .

W ten sposób $ \ ce {Fe ^ {(II)}} $ jest konwertowane na $ \ ce {Fe ^ {(I)}} $ a nie $ \ ce {Fe ^ {(III )}} $ W związku z tym otrzymujemy kolor brązowy zamiast żółtego dla $ \ ce {Fe ^ {(III)}} $ lub zielony dla $ \ ce {Fe ^ {(II)}} $

Answer 6

view on stackexchange narkive permalink

Fragment $ \ ce {Fe (NO) 2} $ ma silnie zdelokalizowane elektrony, jest uważany za związany kowalencyjnie. Obliczenia półempiryczne pokazują, że gęstość elektronów jest spolaryzowana w sposób, który pozwala przypisać ładunek delta + do grup $ \ ce {NO} $. Dlatego formalnie Fe jest uważane za +1. Pamiętaj, że to formalne zadanie jest nieco uproszczone ... Jeśli jesteś zainteresowany, przeczytaj np. http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2011/dt/c0dt01244k i odniesienia.

Answer 7

view on stackexchange narkive permalink

Pozostałe odpowiedzi są błędne. Narysuj molekularny diagram orbitalny $ \ ce {NIE} $, a zobaczysz.

Ten elektron na orbicie antybakteryjnym jest tak łatwy do stracenia, stąd łatwo przechodzi do $ \ ce {NIE ^ +} $ i $ \ ce {Fe ^ {(II)}} $ do $ \ ce {Fe ^ {(I)}} $.

Pamiętaj, jeśli czytasz coś niezwykłego, co mówi o czymś wykraczającym poza codzienną rutynę (zwłaszcza w chemii) to musi być prawda.

Link: http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrate_test

Wikipedia mówi również Żelazo kosztuje + 1 $

Answer 8

view on stackexchange narkive permalink

Stopień utlenienia Fe wynosi +1, a nie +3, ponieważ większość odpowiedzi stwierdziła, że ​​NO + jest silnym ligandem z teorii pola krystalicznego (nie jestem pewien, ale proszę o informację, jeśli jest nieprawidłowy), stąd Fe jest w +1 Utlenianie stan

O ile odpowiedź @ Davephd jest rozważana nawet w stanie +1, spin związku wynosi 3/2, ponieważ NO + jest silnym ligandem

Również NO jest substancją paramagnetyczną . więc niesparowany elektron, który może oddać Fe, aby zredukować go z Fe +2 do +1 i No staje się NO +

Fe + w obecności NO + konfiguracja elektroniczna zmienia się na 3d (2,2,1, 1,1) (nie wiem, jak to edytować, więc wybacz mi) i tak w złożonym sp3d2 ma miejsce hybrydyzacja, więc spin nadal pozostaje 3/2 tutaj