Химичен елемент · справочна страница

26Fe

Желязо

Желязо е химичен елемент с атомен номер 26 (Fe), разположен в период 4, група 8 и блок d. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Ar] 3d6 4s2.

Атомен номер26

Стандартна атомна маса55.845(2)

Група8

Период4

Блокd

Електронна конфигурация[Ar] 3d6 4s2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

d подобвивката участва в химията на желязо. Преходните метали могат да използват в химичните връзки електрони с близки енергии, затова променливите степени на окисление, координационните съединения и каталитичното поведение са характерни за d блока.

Електронната конфигурация [Ar] 3d6 4s2 трябва да се разглежда заедно със степента на окисление в съединението: отнемането на електрони променя запълването на d орбиталите и може да повлияе на цвета, магнетизма, химичното свързване и реактивността.

Химични форми

Съединения, йони и материали

За желязо важни химични форми са металът и неговите сплави, оксиди, халогениди и координационни съединения. Променливите степени на окисление са чести, защото s и d електроните имат близки енергии, а лигандите около металния йон могат силно да променят цвета, магнетизма и реактивността.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 7.874 g/cm³. Температурата на топене е 1 811 K (1 538 °C). Температурата на кипене е 3 134 K (2 861 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща желязо и за какво се използва

Желязото се използва главно чрез стомани и чугуни в строителството, транспорта, машините и инструментите. В биологията железните йони са важни компоненти на белтъци като хемоглобина, който пренася кислород в кръвта.

На практика

Конкретни примери за приложение

Металургия и стомана

Желязо се използва при производството на желязо и стомана като легиращ елемент, помощно средство при рафиниране или част от химичните процеси за получаване на метал от руда.

Строителство

Повечето конструкционни приложения на желязо всъщност са приложения на стоманата: греди, армировка, мостове, превозни средства и машини разчитат на сплави на основата на желязо за якост и жилавост.

Биология

Желязо е незаменим компонент на хемоглобина и на много ензими, които пренасят електрони или участват в клетъчния метаболизъм.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Желязо е в период 4 и група 8. В показаната област той се намира между манган и кобалт в същия период; рутений е непосредствено под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияпреходен метал

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 14 · 2

Плътност7.874 g/cm³

Температура на топене1 811 K (1 538 °C)

Температура на кипене3 134 K (2 861 °C)

Електроотрицателност по Полинг1.83

Първа йонизационна енергия762.5 kJ/mol

Електронен афинитет14.79 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Желязото се използва от древността, много преди съвременната химия. Ранната употреба на материали, съдържащи желязо, химичното идентифициране на елемента и по-късното му определяне чрез атомния номер са отделни етапи.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 55.845(2). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Желязо има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с желязо, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.