Химический элемент · справочная страница

26Fe

Железо

Железо (Fe) — химический элемент с атомным номером 26. Он расположен в периоде 4, группа 8, d-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер26

Стандартная атомная масса55.845(2)

Группа8

Период4

Блокd

Электронная конфигурация[Ar] 3d6 4s2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Железо относится к d-блоку. Близкие энергии s- и d-электронов делают возможными несколько степеней окисления и разнообразную координационную химию.

Конфигурацию [Ar] 3d6 4s2 важно рассматривать вместе со степенью окисления: изменение заполнения d-орбиталей влияет на цвет, магнетизм, тип связей и реакционную способность.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Железо: важные химические формы включают металлическое состояние и сплавы, оксиды, галогениды и координационные соединения. Возможность нескольких степеней окисления связана в том числе с близкими энергиями s- и d-электронов.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 7.874 g/cm³. Температура плавления: 1 811 K (1 538 °C). Температура кипения: 3 134 K (2 861 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется железо?

Железо — основа стали, поэтому оно важно для строительства, машин и транспорта. Ионы железа входят и в состав белков, например гемоглобина.

На практике

Примеры реального применения

Металлургия и сталь

В металлургии элемент «Железо» используют для легирования, покрытий, соединения материалов или управления свойствами поверхности.

Строительство

Элемент «Железо» или его соединения помогают задавать твёрдость, цвет, термостойкость, оптические свойства или химическую устойчивость материала.

Биология

В области «Биология» применяют элемент «Железо» или его соединения, используя подходящие химические, физические или изотопные свойства; конкретная роль зависит от материала и конструкции.

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Железо находится в периоде 4, группе 8 и d-блоке; классификация: переходный металл. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияпереходный металл

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 14 · 2

Плотность7.874 g/cm³

Температура плавления1 811 K (1 538 °C)

Температура кипения3 134 K (2 861 °C)

Электроотрицательность по Полингу1.83

Первая энергия ионизации762.5 kJ/mol

Сродство к электрону14.79 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Железо или материалы, содержащие этот элемент, были известны задолго до современной химии. Практическое использование, распознавание химической природы и современная идентификация по атомному номеру относятся к разным историческим этапам.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 55.845(2). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Железо имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Железо» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.