Element chimic · pagină de referință

26Fe

Fier

Fier este elementul chimic cu numărul atomic 26 și simbolul Fe; se află în perioada 4, grupa 8, blocul d. Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Configurația electronică: [Ar] 3d6 4s2.

Număr atomic26

Masă atomică standard55.845(2)

Grupă8

Perioadă4

Blocd

Configurație electronică[Ar] 3d6 4s2

Structură electronică

Ce îi determină chimia

Substratul d participă la chimia acestui element. Metalele de tranziție pot utiliza în legături electroni cu energii apropiate, de aceea stările de oxidare variabile, compușii de coordonație și comportamentul catalitic sunt frecvente în blocul d.

Configurația electronică [Ar] 3d6 4s2 trebuie analizată împreună cu starea de oxidare a compusului: îndepărtarea electronilor schimbă orbitalii d ocupați și poate modifica culoarea, magnetismul, legăturile și reactivitatea.

Forme chimice

Compuși, ioni și materiale

Formele chimice importante includ metalul și aliajele, oxizii, halogenurile și compușii de coordonație. Stările de oxidare variabile sunt frecvente deoarece electronii s și d au energii apropiate, iar liganzii din jurul ionului metalic pot modifica puternic culoarea, magnetismul și reactivitatea.

Comportament fizic

Stare și tranziții de fază

Starea de referință la temperatura camerei este solidă. Densitatea indicată este 7.874 g/cm³. Punctul de topire este 1 811 K (1 538 °C). Punctul de fierbere este 3 134 K (2 861 °C). Presiunea, puritatea și structura cristalină pot modifica proprietățile fizice măsurate.

Răspândire și utilizări

Unde se găsește și cum este utilizat fier

Fierul este folosit în principal sub formă de oțeluri și fonte în clădiri, transport, utilaje și unelte. În biologie, ionii de fier sunt componente esențiale ale unor proteine precum hemoglobina, care transportă oxigenul în sânge.

În practică

Exemple de utilizări reale

Metalurgie și oțel

Acest element este folosit în prelucrarea metalelor și a oțelului ca element de aliere, ajutor de rafinare sau parte a chimiei de transformare a minereului în metal.

Construcții

Cele mai multe utilizări structurale ale acestui element sunt de fapt utilizări ale oțelului: grinzi, armături, poduri, vehicule și utilaje se bazează pe aliajele sale pentru rezistență și tenacitate.

Biologie

Acest element este esențial în hemoglobină și în numeroase enzime care transferă electroni sau susțin metabolismul celular.

Poziție în tabelul periodic

Ce ne spun elementele vecine

Fier se află în perioada 4 și grupa 8. În vecinătatea prezentată aici, în aceeași perioadă, la stânga și la dreapta se află mangan și cobalt; în aceeași grupă, imediat dedesubt se află ruteniu. Aceste poziții permit compararea dimensiunii atomice, energiei de ionizare și comportamentului de legare cu elementele apropiate.

Date de referință

Proprietăți fizice și atomice

Clasificaremetal de tranziție

Stare la temperatura camereisolid

Straturi electronice2 · 8 · 14 · 2

Densitate7.874 g/cm³

Punct de topire1 811 K (1 538 °C)

Punct de fierbere3 134 K (2 861 °C)

Electronegativitate Pauling1.83

Prima energie de ionizare762.5 kJ/mol

Afinitate electronică14.79 kJ/mol

Valorile descriu elementul sau atomul neutru, după caz. Datele fizice pot depinde de alotrop, presiune și condițiile de măsurare.

Istorie

Descoperire și identificare

Fierul este folosit din Antichitate, cu mult înaintea chimiei moderne. Utilizarea timpurie a materialelor cu fier, identificarea chimică a elementului și definiția sa ulterioară prin număr atomic sunt etape distincte.

Izotopi și masă atomică

Cum influențează compoziția izotopică valorile

Masa atomică standard este 55.845(2). Această valoare se referă la compoziția izotopică a materialului terestru natural, nu la masa unui anumit atom.

Acest element are cel puțin un izotop stabil. Izotopii diferiți au același număr de protoni și, prin urmare, aceeași identitate chimică, dar numere diferite de neutroni și mase atomice diferite.

Siguranță

Manipulare și expunere

Riscurile asociate acestui element depind de forma chimică, doză și calea de expunere. Elementul pur, ionii și compușii săi pot avea efecte biologice și de mediu foarte diferite, de aceea trebuie consultate datele de siguranță pentru substanța manipulată efectiv.