ВВЕДЕНИЕ. Железо – элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода

Железо – элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).

Простое вещество железо (CAS-номер: 7439-89-6) – ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро коррозирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

На самом деле железом обычно называют его сплавы с малым содержанием примесей (до 0,8 %), которые сохраняют мягкость и пластичность чистого металла. Но на практике чаще применяются сплавы железа с углеродом: сталь (до 2,14 вес. % углерода) и чугун (более 2,14 вес. % углерода), а также нержавеющая (легированная) сталь с добавками легирующих металлов (хром, марганец, никель и др.). Совокупность специфических свойств железа и его сплавов делают его «металлом № 1» по важности для человека.

В природе железо редко встречается в чистом виде, чаще всего оно встречается в составе железо-никелевых метеоритов. Распространённость железа в земной коре – 4,65 % (4-е место после O, Si, Al) (рис.1). Считается также, что железо составляет бо́льшую часть земного ядра (рис. 2). [2]

Рисунок 1. Основные элементы земной коры.

Рисунок 2. Состав земного ядра.

Свойства атома

Имя, символ, номер

Железо / Ferrum (Fe), 26

Атомная масса (молярная масса)

55,847 а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Ar] 3d⁶ 4s²

Радиус атома

126 пм

Химические свойства

Ковалентный радиус

117 пм

Радиус иона

(+3e) 64 (+2e) 74 пм

Электроотрицательность

1,83 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Fe←Fe³⁺ −0,04 В

Fe←Fe²⁺ −0,44 В

Степени окисления

6, 3, 2, 0.

Энергия ионизации (первый электрон)

759,1 (7,87) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества

Плотность (при н. у.)

7,874 г/см³

Температура плавления

1812 K

Температура кипения

3134 K

Теплота плавления

247,1 кДж/кг 13,8 кДж/моль

Теплота испарения

~6088 кДж/кг ~340 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

25,14 Дж/(K·моль)

Молярный объём

7,1 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества

Структура решётки

кубическая объёмноцентрированная

Параметры решётки

2,866 A

Температура Дебая

460 K

Прочие характеристики

Теплопроводность

(300 K) 80,4 Вт/(м·К)

Рисунок 3. Ковкий, вязкий металл серебристо-белого цвета.

Дата добавления: 2015-07-20