Metal·lúrgia i acer
El ferro és la base dels acers i de moltes fundicions; la seva extracció, refinatge i aliatge controlen la composició i la microestructura del material final.
Mendeleev
Taula periòdica
Tots els elements
CatalàCA⌄
Llengües
EnglishENFrançaisFRDeutschDEEspañolESItalianoITPortuguêsPTNederlandsNLPolskiPLSvenskaSVČeštinaCSDanskDANorskNOSuomiFITürkçeTRРусскийRUУкраїнськаUK中文ZH日本語JAБългарскиBGCatalàCAΕλληνικάELEestiETHrvatskiHRMagyarHULëtzebuergeschLBLietuviųLTLatviešuLVRomânăROSlovenčinaSKSlovenščinaSLСрпскиSR한국어KOTiếng ViệtVIBahasa IndonesiaIDBahasa MelayuMSالعربيةARहिन्दीHIไทยTHעבריתHEÍslenskaIS
Element químic · fitxa de referència
26Fe
Ferro
El ferro és l’element 26 (Fe), situat al període 4, grup 8 i bloc d. A temperatura ambient, el seu estat de referència és sòlid. La seva configuració electrònica és [Ar] 3d6 4s2.
Nombre atòmic26
Pes atòmic estàndard55.845(2)
Grup8
Període4
Blocd
Configuració electrònica[Ar] 3d6 4s2
Estructura electrònica
Què determina la seva química
La subcapa d participa en la química del ferro. Els metalls de transició poden utilitzar electrons d’energies properes en els enllaços, fet que afavoreix estats d’oxidació variables i compostos de coordinació.
La configuració [Ar] 3d6 4s2 s’ha d’interpretar juntament amb l’estat d’oxidació: en retirar electrons canvia l’ocupació dels orbitals d i poden variar el color, el magnetisme, l’enllaç i la reactivitat.
Formes químiques
Compostos, ions i materials
Entre les formes químiques importants del ferro hi ha el metall i els seus aliatges, òxids, halurs i compostos de coordinació. Els estats d’oxidació variables i l’entorn dels lligands poden modificar notablement el color, el magnetisme i la reactivitat.
Comportament físic
Estat i canvis de fase
A temperatura ambient, l’estat de referència és sòlid. La densitat indicada és 7.874 g/cm³. El punt de fusió és 1 811 K (1 538 °C). El punt d’ebullició és 3 134 K (2 861 °C). La pressió, la puresa i l’estructura cristal·lina poden modificar els valors mesurats.
Presència i aplicacions
On es troba el ferro i per a què s’utilitza
El ferro s’utilitza sobretot en forma d’acers i fundicions, essencials en construcció, transport, maquinària i eines. En els éssers vius, els ions de ferro formen part de proteïnes com l’hemoglobina, que transporta oxigen en la sang.
A la pràctica
Exemples d’usos reals
Construcció
La major part del ferro estructural s’utilitza en realitat com acer: bigues, armadures, ponts, vehicles i maquinària aprofiten la resistència i tenacitat de les aliatges de ferro.
Biologia
El ferro és essencial en l’hemoglobina i en nombrosos enzims que transfereixen electrons o participen en el metabolisme cel·lular.
Posició periòdica
Què indiquen els elements veïns
El ferro és al període 4, grup 8 i bloc d. A l’entorn mostrat apareixen elements veïns reals com manganès, cobalt, tecneci, ruteni i rodi. Comparar-los ajuda a observar tendències de mida atòmica, energia d’ionització, estats d’oxidació i tipus d’enllaç.
Dades de referència
Propietats físiques i atòmiques
Classificaciómetall de transició
Estat a temperatura ambientsòlid
Capes electròniques2 · 8 · 14 · 2
Densitat7.874 g/cm³
Punt de fusió1 811 K (1 538 °C)
Punt d’ebullició3 134 K (2 861 °C)
Electronegativitat de Pauling1.83
Primera energia d’ionització762.5 kJ/mol
Afinitat electrònica14.79 kJ/mol
Els valors descriuen l’element o l’àtom neutre quan correspon. Les propietats físiques poden dependre de l’al·lòtrop, la pressió i les condicions de mesura.
Història
Descobriment i identificació
El ferro o els materials que en contenen es coneixen des de l’antiguitat, molt abans de la química moderna. El seu ús antic, la identificació química de l’element i la seva definició actual mitjançant el nombre atòmic corresponen a etapes històriques diferents.
Isòtops i pes atòmic
Com afecta els valors la composició isotòpica
El pes atòmic estàndard és 55.845(2). Aquest valor representa la composició isotòpica del material terrestre natural i no la massa d’un únic àtom concret.
El ferro té almenys un isòtop estable. Els isòtops tenen el mateix nombre de protons i pertanyen al mateix element, però difereixen en el nombre de neutrons i en la massa atòmica.
Seguretat
Manipulació i exposició
Els riscos associats al ferro depenen de la forma química, la dosi i la via d’exposició. L’element, els seus ions i els seus compostos poden tenir efectes biològics i ambientals molt diferents; cal consultar les dades de seguretat de la substància que es manipula.