Grundstof · referenceark

26Fe

Jern

Jern (Fe) er grundstof 26, et overgangsmetal i periode 4 og gruppe 8. d-elektronerne muliggør flere oxidationstrin og magnetiske egenskaber; i praksis er jern især kendt som grundlaget for stål.

Atomnummer26

Standardatomvægt55.845(2)

Gruppe8

Periode4

Blokd

Elektronkonfiguration[Ar] 3d6 4s2

Elektronstruktur

Hvad styrer kemien?

I overgangsmetaller ligger energierne for d- og s-elektroner tæt. Det gør flere oxidationstrin, komplekse ioner, magnetiske egenskaber og katalytisk aktivitet mulige.

For jern skal konfigurationen [Ar] 3d6 4s2 læses sammen med oxidationstrinnet. Når elektroner fjernes eller deles, ændres d-orbitalernes besættelse, hvilket kan påvirke farve, magnetisme, binding og reaktivitet.

Kemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Jern danner blandt andet oxider, sulfider, halogenider og komplekse ioner. Oxidationstrinnene +2 og +3 er særligt almindelige, og metallisk jern er grundlaget for stål og støbejern.

Fysisk adfærd

Tilstand og faseændringer

Referencetilstanden ved stuetemperatur er fast stof. Den angivne massefylde er 7.874 g/cm³. Smeltepunktet er angivet til 1 811 K (1 538 °C). Kogepunktet er angivet til 3 134 K (2 861 °C). Tryk, renhed, allotropi og krystalstruktur kan forskyde målte fysiske værdier.

Forekomst og anvendelser

Hvor jern findes og bruges

Jern bruges især gennem stål og støbejern i byggeri, maskiner, transport og værktøj. I levende organismer er jern også vigtigt i blandt andet hæmoglobin og andre jernholdige proteiner.

I praksis

Konkrete anvendelser

Metallurgi og stål

Jern spiller en rolle i metallurgi og stål. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Byggeri

Jern spiller en rolle i byggeri. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Biologi

Jern spiller en rolle i biologi. Den relevante egenskab afhænger af den kemiske form, sammensætningen og det materiale eller den proces, hvor grundstoffet indgår.

Placering i det periodiske system

Hvad naboelementerne fortæller

Jern ligger i periode 4, gruppe 8 og d-blokken. Det viste nabolag omfatter blandt andet Mangan, Cobalt, Technetium, Ruthenium. Sammenligning med disse grundstoffer gør det lettere at følge tendenser i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referencedata

Fysiske og atomare egenskaber

Klassifikationovergangsmetal

Tilstand ved stuetemperaturfast stof

Elektronskaller2 · 8 · 14 · 2

Massefylde7.874 g/cm³

Smeltepunkt1 811 K (1 538 °C)

Kogepunkt3 134 K (2 861 °C)

Pauling-elektronegativitet1.83

Første ioniseringsenergi762.5 kJ/mol

Elektronaffinitet14.79 kJ/mol

Værdierne beskriver grundstoffet eller det neutrale atom, hvor det er relevant. Fysiske data kan afhænge af allotropi, tryk, renhed og målebetingelser.

Historie

Opdagelse og identifikation

Jern eller materialer, der indeholder grundstoffet, var kendt i oldtiden, længe før den moderne kemi. Tidlig materialebrug, kemisk identifikation og den senere definition via atomnummer er forskellige historiske trin.

Isotoper

Hvordan isotopsammensætningen ændrer tallene

Standardatomvægten er 55.845(2). Værdien beskriver den naturlige isotopsammensætning i terrestrisk materiale og er ikke massen af ét bestemt atom.

Jern har mindst én stabil isotop. Isotoper har samme antal protoner og er derfor samme grundstof, men de har forskelligt antal neutroner og forskellig atommasse.

Sikkerhed

Håndtering og eksponering

Risikoen ved jern afhænger af kemisk form, dosis og eksponeringsvej. Grundstoffet, dets ioner og dets forbindelser kan have meget forskellige biologiske og miljømæssige virkninger; sikkerhedsdata skal derfor vurderes for det konkrete stof.