Frumefni · yfirlitssíða

26Fe

Járn

Járn er frumefni með sætistölu 26 og táknið Fe. Það er í lotu 4, flokki 8 og d-blokk. Við stofuhita er viðmiðunarástandið fast efni. Rafeindaskipanin er [Ar] 3d6 4s2.

Sætistala26

Staðlaður atómmassi55.845(2)

Flokkur8

Lota4

Blokkd

Rafeindaskipan[Ar] 3d6 4s2

Rafeindabygging

Hvað stýrir efnafræðilegri hegðun

Í hliðarmálmum liggja s- og d-rafeindir tiltölulega nærri hvor annarri í orku. Það gerir mörg oxunarástand og fjölbreytt tengi, komplexa og efniseiginleika mögulega.

Rafeindaskipan þessa atóms er [Ar] 3d6 4s2. Fjöldi og orka gildisrafeinda hafa áhrif á hvernig atómið tengist og hvaða jóna- eða samgildu byggingar það getur myndað.

Efnaform

Efnasambönd, jónir og efni

Járn kemur fyrir sem málmur og í málmblöndum, oxíðum, súlfíðum, halíðum og komplexum. Oxunartölurnar +2 og +3 eru sérstaklega mikilvægar í steindum, efnum og lífkerfum.

Eðlishegðun

Ástand og fasabreytingar

Við stofuhita er viðmiðunarástandið fast efni. Skráður eðlismassi er 7.874 g/cm³. Bræðslumarkið er 1 811 K (1 538 °C). Suðumarkið er 3 134 K (2 861 °C). Þrýstingur, hreinleiki og kristalgerð geta haft áhrif á mælda eðliseiginleika.

Tilvist og notkun

Hvar frumefnið finnst og hvernig það er notað

Í reynd tengist járn sérstaklega eftirfarandi sviðum: málmvinnsla og stál, byggingarefni og líffræði.

Í reynd

Áþreifanleg notkun

Málmvinnsla og stál

Járn er grunnmálmur flestra stáltegunda. Magn kolefnis, íblöndun annarra frumefna og hitameðferð ráða miklu um styrk, seigju og tæringarþol.

Byggingarefni

Eitt hagnýtt samhengi er byggingarefni. Nákvæmt hlutverk járn fer eftir því hvort það er notað sem hreint frumefni, efnasamband, málmblanda, efni eða tiltekin samsæta.

Líffræði

Járn tekur þátt í bindingu og flutningi súrefnis og rafeinda í mörgum próteinum. Efnaumhverfið stjórnar því hvernig Fe²⁺ og Fe³⁺ nýtast í lífkerfum.

Staða í lotukerfinu

Hvað nágrannarnir segja okkur

Járn er í lotu 4 og flokki 8. Raunverulegir nágrannar hjálpa til við að bera saman atómstærð, jónunarorku, rafeindaskipan og tengimynstur innan lotukerfisins. Í þessu nágrenni sjást til dæmis Mangan, Kóbalt, Teknetín, Rúþen.

Viðmiðunargildi

Eðlis- og atómeiginleikar

Flokkunhliðarmálmur

Ástandsform við stofuhitafast efni

Rafeindahvel2 · 8 · 14 · 2

Eðlismassi7.874 g/cm³

Bræðslumark1 811 K (1 538 °C)

Suðumark3 134 K (2 861 °C)

Rafdrægni samkvæmt Pauling1.83

Fyrsta jónunarorka762.5 kJ/mol

Rafeindasækni14.79 kJ/mol

Gildin lýsa frumefninu eða hlutlausri frumeind þegar það á við. Eðlisgildi geta ráðist af allotrópi, þrýstingi og mæliaðstæðum.

Saga

Uppgötvun og auðkenning

Járn eða efni sem innihalda það voru þekkt löngu fyrir nútíma atómkenningu. Snemma notkun efnisins og síðar efnafræðileg skilgreining þess sem frumefnis með sætistölu 26 eru aðskildir kaflar í sögunni.

Samsætur og atómmassi

Hvernig samsætusamsetning hefur áhrif á tölurnar

Staðlaður atómmassi er 55.845(2). Hann er vegið meðaltal samsætusamsetningar náttúrulegs efnis á jörðinni, ekki massi einnar tiltekinnar frumeindar.

Járn hefur að minnsta kosti eina stöðuga samsætu. Samsætur hafa sama fjölda róteinda en mismunandi fjölda nifteinda og eru því sama frumefni með mismunandi atómmassa.

Öryggi

Meðhöndlun og útsetning

Öryggi fer eftir efnaformi, skammti og leið útsetningar. Hreint frumefni, jónir og efnasambönd geta haft mjög ólík áhrif á líkama og umhverfi og því þarf að skoða öryggisupplýsingar þess efnis sem raunverulega er notað.