Kémiai elem · adatlap

26Fe

Vas

A vas 26 rendszámú kémiai elem (Fe), a 4. periódus 8. csoportjában, a d-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ar] 3d6 4s2.

Rendszám26

Standard atomtömeg55.845(2)

Csoport8

Periódus4

Meződ

Elektronkonfiguráció[Ar] 3d6 4s2

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A d-alhéj részt vesz a vas kémiájában. Az átmenetifémek hasonló energiájú elektronokat használhatnak a kötésképzésben, ezért a d-mezőben gyakoriak a változó oxidációs állapotok, a koordinációs vegyületek és a katalitikus viselkedés.

A [Ar] 3d6 4s2 elektronkonfigurációt a vegyület oxidációs állapotával együtt kell értelmezni: elektronok eltávolítása megváltoztatja a d-pályák betöltöttségét, és ezzel a színt, mágnesességet, kötésviszonyokat és reakciókészséget is.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A vas fontos kémiai formái közé tartozik a fém és ötvözetei, az oxidok, halogenidek és koordinációs vegyületek. A változó oxidációs állapotok gyakoriak, mert az s- és d-elektronok energiája hasonló, a fémion körüli ligandumok pedig erősen módosíthatják a színt, mágnesességet és reakciókészséget.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 7.874 g/cm³. Az olvadáspont 1 811 K (1 538 °C). A forráspont 3 134 K (2 861 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A vas előfordulása és felhasználása

A vasat főként acélok és öntöttvas formájában használják épületekben, közlekedési eszközökben, gépekben és szerszámokban. A biológiában a vasionok olyan fehérjék nélkülözhetetlen alkotói, mint a vér oxigénszállításában részt vevő hemoglobin.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Kohászat és acél

A vas a vas- és acélfeldolgozásban ötvözőként, finomítási segédanyagként vagy az ércből fémmé alakítás kémiai folyamataiban használható.

Építőipar

A vas legtöbb szerkezeti felhasználása valójában acélfelhasználás: gerendák, betonacélok, hidak, járművek és gépek a vasalapú ötvözetek szilárdságára és szívósságára támaszkodnak.

Biológia

A vas nélkülözhetetlen a hemoglobinban és számos, elektronátvitelt vagy sejtes anyagcserét segítő enzimben.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A vas a 4. periódus 8. csoportjában található. A bemutatott környezetben mangán és kobalt között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; ruténium közvetlenül alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásátmenetifém

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 14 · 2

Sűrűség7.874 g/cm³

Olvadáspont1 811 K (1 538 °C)

Forráspont3 134 K (2 861 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.83

Első ionizációs energia762.5 kJ/mol

Elektronaffinitás14.79 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A vasat az ókor óta használják, jóval a modern kémia kialakulása előtt. A vastartalmú anyagok korai használata, az elem kémiai azonosítása és későbbi rendszám szerinti meghatározása külön történeti szakasz.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 55.845(2). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A vas legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A vas veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi vas, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.