ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

26Fe

เหล็ก

เหล็กเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 26 และสัญลักษณ์ Fe อยู่ในคาบ 4 หมู่ 8 บล็อก d ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Ar] 3d6 4s2

เลขอะตอม26

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน55.845(2)

หมู่8

คาบ4

บล็อกd

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Ar] 3d6 4s2

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

อิเล็กตรอนในออร์บิทัล d มีบทบาทโดยตรงต่อเคมีของเหล็กพลังงานที่ใกล้กันของอิเล็กตรอน s และ d ทำให้โลหะแทรนซิชันเกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า สารเชิงซ้อน และพฤติกรรมการเร่งปฏิกิริยาได้

การจัดเรียงอิเล็กตรอนของเหล็กคือ [Ar] 3d6 4s2 เมื่อเกิดสารประกอบ การเติมออร์บิทัล d อาจเปลี่ยนไป จึงส่งผลต่อสี แม่เหล็กพันธะ และความไวต่อปฏิกิริยา

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

รูปแบบสำคัญของเหล็กได้แก่ โลหะ โลหะผสม ออกไซด์ เฮไลด์ และสารเชิงซ้อน พลังงานของอิเล็กตรอน s และ d ที่ใกล้กันทำให้เกิดออกซิเดชันสถานะหลายค่า และลิแกนด์สามารถเปลี่ยนสี สมบัติแม่เหล็กและความไวต่อปฏิกิริยาได้

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 7.874 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 1 811 K (1 538 °C) จุดเดือดคือ 3 134 K (2 861 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบเหล็กที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติเหล็กพบการใช้งานในด้าน โลหวิทยาและเหล็กกล้า, งานก่อสร้าง และ ชีววิทยา เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

โลหวิทยาและเหล็กกล้า

เหล็กใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้าเป็นธาตุผสม ตัวช่วยปรับแต่ง หรือส่วนหนึ่งของเคมีที่เปลี่ยนแร่ให้เป็นโลหะ

งานก่อสร้าง

การใช้งานโครงสร้างของเหล็กส่วนใหญ่จริง ๆ คือการใช้เหล็กกล้า เช่น คานเหล็กเสริม สะพาน ยานพาหนะ และเครื่องจักร ซึ่งอาศัยความแข็งแรงและความทนทานของโลหะผสมเหล็ก

ชีววิทยา

เหล็กเป็นส่วนสำคัญของฮีโมโกลบินและเอนไซม์หลายชนิด จึงมีบทบาทต่อการขนส่งออกซิเจนการถ่ายโอนอิเล็กตรอน และเมแทบอลิซึมของเซลล์

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

เหล็กอยู่ในคาบ 4 และหมู่ 8 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ แมงกานีส, โคบอลต์, เทคนีเซียมการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทโลหะแทรนซิชัน

สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 14 · 2

ความหนาแน่น7.874 g/cm³

จุดหลอมเหลว1 811 K (1 538 °C)

จุดเดือด3 134 K (2 861 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง1.83

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก762.5 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน14.79 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

เหล็กถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของเหล็กคือ 55.845(2) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของเหล็กมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของเหล็กขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ