Chemisch element · referentiefiche

26Fe

IJzer

IJzer (Fe) is element 26, een overgangsmetaal uit periode 4 en groep 8. De d-elektronen maken verschillende oxidatietoestanden en magnetisch gedrag mogelijk; in de praktijk is ijzer vooral bekend als basis van staal.

Atoomnummer26

Standaard atoomgewicht55.845(2)

Groep8

Periode4

Blokd

Elektronenconfiguratie[Ar] 3d6 4s2

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Bij overgangsmetalen liggen de energieën van d- en s-elektronen dicht bij elkaar. Daardoor zijn meerdere oxidatietoestanden, complexe ionen, magnetische eigenschappen en katalytisch gedrag mogelijk.

Voor ijzer moet de configuratie [Ar] 3d6 4s2 samen met de oxidatietoestand worden gelezen. Het verwijderen of delen van elektronen verandert de bezetting van de d-orbitalen en kan kleur, magnetisme, binding en reactiviteit beïnvloeden.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

IJzer komt voor als metaal en in legeringen, maar ook in oxiden, sulfiden, halogeniden en coördinatieverbindingen. Vooral de oxidatietoestanden +2 en +3 zijn belangrijk en kunnen kleur, magnetisme en redoxgedrag sterk veranderen.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand vast. De vermelde dichtheid is 7.874 g/cm³. Het smeltpunt is 1 811 K (1 538 °C). Het kookpunt is 3 134 K (2 861 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar ijzer voorkomt en wordt gebruikt

IJzer wordt vooral gebruikt via staal en gietijzer in gebouwen, machines, transport en gereedschap. In levende organismen is ijzer ook belangrijk in onder meer hemoglobine en andere ijzerhoudende eiwitten.

In de praktijk

Concrete toepassingen

Metallurgie en staal

IJzer wordt in ijzer- en staalsoorten gebruikt om eigenschappen zoals sterkte, hardheid, corrosiebestendigheid of gedrag bij hoge temperatuur te beïnvloeden.

Bouw

IJzer speelt een rol bij bouw. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Biologie

IJzer speelt een rol bij biologie. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

IJzer staat in periode 4, groep 8 en het d-blok. De getoonde omgeving bevat onder meer Mangaan, Kobalt, Technetium, Ruthenium. Vergelijking met deze elementen helpt trends in atoomgrootte, ionisatie-energie, elektronegativiteit en binding langs het periodiek systeem te volgen.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatieovergangsmetaal

Toestand bij kamertemperatuurvast

Elektronenschillen2 · 8 · 14 · 2

Dichtheid7.874 g/cm³

Smeltpunt1 811 K (1 538 °C)

Kookpunt3 134 K (2 861 °C)

Pauling-elektronegativiteit1.83

Eerste ionisatie-energie762.5 kJ/mol

Elektronenaffiniteit14.79 kJ/mol

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

IJzer of materialen die het element bevatten waren al in de oudheid bekend, lang vóór de moderne chemie. Vroeg materiaalgebruik, chemische identificatie van het element en de latere definitie via het atoomnummer zijn afzonderlijke historische stappen.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht is 55.845(2). Deze waarde beschrijft de natuurlijke isotopensamenstelling van terrestrisch materiaal en is niet de massa van één specifiek atoom.

IJzer heeft ten minste één stabiele isotoop. Isotopen hebben hetzelfde aantal protonen en horen dus bij hetzelfde element, maar verschillen in neutronental en atoommassa.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

De risico’s van ijzer hangen af van chemische vorm, dosis en blootstellingsroute. Het element, zijn ionen en zijn verbindingen kunnen zeer verschillende biologische en milieueffecten hebben; controleer daarom de veiligheidsgegevens van de werkelijk gebruikte stof.