Grunnstoff · referanseark

26Fe

Jern

Jern (Fe) er grunnstoff 26, et overgangsmetalll i periode 4 og gruppe 8. d-elektronene muliggjør flere oksidasjonstrinn og magnetiske egenskaper; i praksis er jern særlig kendt som grunnlaget for stål.

Atomnummer26

Standard atomvekt55.845(2)

Gruppe8

Periode4

Blokkd

Elektronkonfigurasjon[Ar] 3d6 4s2

Elektronstruktur

Hva styrer kjemien?

I overgangsmetallller ligger energiene for d- og s-elektroner nært. Det gjør flere oksidasjonstrinn, komplekse ioner, magnetiske egenskaper og katalytisk aktivitet mulige.

For jern skall konfigurationen [Ar] 3d6 4s2 læses sammen med oksidasjonstrinnnet. Når elektroner fjernes eller deles, endres d-orbitalenes besættelse, hvilket kan påvirke farge, magnetisme, binding og reaktivitet.

Kjemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Jern danner blant annet oxider, sulfider, halogenider og komplekse ioner. Oksidasjonstrinnnene +2 og +3 er særlig vanlige, og metallisk jern er grunnlaget for stål og støpejern.

Fysisk oppførsel

Tilstand og faseoverganger

Referansetilstanden ved romtemperatur er fast stoff. Den oppgitte tettheten er 7.874 g/cm³. Smeltepunktet er oppgitt til 1 811 K (1 538 °C). Kokepunktet er oppgitt til 3 134 K (2 861 °C). Trykk, renhet, allotropi og krystallstruktur kan forskyde målte fysiske verdier.

Forekomst og bruk

Hvor jern finnes og brukes

Jern brukes særlig gjennom stål og støpejern i bygging, maskiner, transport og verktøy. I levende organismer er jern også viktig i blant annet hemoglobin og andre jernholdige proteiner.

I praksis

Konkrete bruksområder

Metallurgi og stål

Jern spiller en rolle i metallurgi og stål. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Byggeri

Jern spiller en rolle i byggeri. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Biologi

Jern spiller en rolle i biologi. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Plassering i periodesystemet

Hva naboene forteller

Jern ligger i periode 4, gruppe 8 og d-blokken. Det viste nabolaget omfatter blant annet Manganese, Cobalt, Technetium, Ruthenium. Sammenligning med disse grunnstoffene gjør det lettere å følge trender i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referansedata

Fysiske og atomære egenskaper

Klassifiseringovergangsmetalll

Tilstand ved romtemperaturfast stoff

Elektronskall2 · 8 · 14 · 2

Tetthet7.874 g/cm³

Smeltepunkt1 811 K (1 538 °C)

Kokepunkt3 134 K (2 861 °C)

Pauling-elektronegativitet1.83

Første ioniseringsenergi762.5 kJ/mol

Elektronavfinitet14.79 kJ/mol

Verdiene beskriver grunnstoffet eller det nøytrale atom, der det er relevant. Fysiske data kan avhenge av allotropi, trykk, renhet og måleforhold.

Historie

Oppdagelse og identifikasjon

Jern eller materialer som inneholder grunnstoffet, var kjent i oldtiden, lenge før den moderne kjemi. Tidlig materialbruk, kjemisk identifikasjon og den senere definisjon via atomnummer er ulike historiske trinn.

Isotoper

Hvordan isotopsammensetningen endrer tallene

Standard atomvekten er 55.845(2). Verdien beskriver den naturlige isotopsammensetning i jordisk materiale og er ikke massen til ett bestemt atom.

Jern har minst én stabil isotop. Isotoper har samme antalll protoner og er derfor samme grunnstoff, men de har ulikt antalll nøytroner og ulik atommasse.

Sikkerhet

Håndtering og eksponering

Risikoen ved jern avhenger av kjemisk form, dose og eksponeringsvei. Grunnstoffet, ionene og forbindelsene det danner kan ha svært ulike biologiske og miljømessige virkninger; sikkerhetsdata skall derfor vurderes for det konkrete stoffet.