Elemento chimico · scheda di riferimento

26Fe

Ferro

Il ferro è l’elemento 26 (Fe), nel periodo 4, gruppo 8 e blocco d. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Ar] 3d6 4s2.

Numero atomico26

Peso atomico standard55.845(2)

Gruppo8

Periodo4

Bloccod

Configurazione elettronica[Ar] 3d6 4s2

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

Gli orbitali d partecipano alla chimica del ferro. Gli elettroni di energie vicine possono essere coinvolti nei legami, favorendo stati di ossidazione variabili e complessi di coordinazione.

La configurazione [Ar] 3d6 4s2 cambia quando l’atomo viene ionizzato. Questo può modificare colore, magnetismo, geometria di coordinazione e reattività dei composti.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

Il ferro forma leghe, ossidi, alogenuri e complessi di coordinazione. La varietà degli stati di ossidazione dipende dalla posizione nel blocco d e dall’ambiente chimico.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento del ferro è solido. Tra i dati riportati: densità 7.874 g/cm³, punto di fusione 1 811 K (1 538 °C), punto di ebollizione 3 134 K (2 861 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato il ferro

Il ferro è utilizzato soprattutto sotto forma di acciai e ghise, materiali fondamentali per costruzioni, trasporti, macchinari e utensili. Negli organismi gli ioni ferro fanno inoltre parte di proteine come l’emoglobina.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Metallurgia e acciaio

Il ferro ha un ruolo nella metallurgia e nella produzione dell’acciaio come metallo di base, elemento di lega o parte dei processi di estrazione e raffinazione.

Costruzioni

Nell’ambito «Costruzioni», il ferro viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Biologia

Nell’ambito «Biologia», il ferro viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

Il ferro si trova nel periodo 4, gruppo 8 e blocco d. Nel riquadro compaiono nello stesso periodo il manganese a sinistra e il cobalto a destra; nello stesso gruppo il rutenio sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazionemetallo di transizione

Stato a temperatura ambienteSolido

Gusci elettronici2 · 8 · 14 · 2

Densità7.874 g/cm³

Punto di fusione1 811 K (1 538 °C)

Punto di ebollizione3 134 K (2 861 °C)

Elettronegatività di Pauling1.83

Prima energia di ionizzazione762.5 kJ/mol

Affinità elettronica14.79 kJ/mol

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

Il ferro o materiali che lo contengono erano noti e utilizzati molto prima della chimica moderna. Identificazione chimica dell’elemento e successiva definizione mediante numero atomico rappresentano fasi storiche distinte.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 55.845(2). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

Gli isotopi del ferro hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

I rischi associati al ferro dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.