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Fe 26

Iron (Fe)

transition-metal
周期: 4 族: 8 ブロック: d

Solid

標準原子量

55.845 u

電子配置

[Ar] 4s2 3d6

融点

1537.85 °C

沸点

2860.85 °C

密度

7874 kg/m³

酸化数

−4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7

電気陰性度(Pauling)

1.83

第1イオン化エネルギー

7.902468 eV

発見年

データなし

原子半径

140 pm

詳細

名称の由来 Anglo-Saxon: iron; symbol from Latin: ferrum (iron).
発見者 Known to the ancients.

Iron is a first-row transition metal and one of the central elements of technology and biology. It forms strong, workable alloys, especially with carbon, and has accessible Fe²⁺ and Fe³⁺ redox chemistry. In Earth materials it is a major constituent of the core, mantle minerals, and many ores. Its magnetic behavior and ability to bind small molecules in metalloproteins give it importance beyond structural metal use.

The pure metal is very reactive chemically and rapidly corrodes, especially in moist air or at elevated temperatures. It has four allotropic forms or ferrites, known as alpha, beta, gamma, and omega, with transition points at 700, 928, and 1530C. The alpha form is magnetic, but when transformed into the beta form, the magnetism disappears although the lattice remains unchanged. The relations of these forms are peculiar. Pig iron is an alloy containing about 3 percent carbon with varying amounts of sulfur, silicon, manganese, and phosphorus.

Iron is hard, brittle, fairly fusible, and is used to produce other alloys, including steel. Wrought iron contains only a few tenths of a percent of carbon, is tough, malleable, less fusible, and usually has a "fibrous" structure.

Carbon steel is an alloy of iron with small amounts of Mn, S, P, and Si. Alloy steels are carbon steels with other additives such as nickel, chromium, vanadium, etc. Iron is a cheap, abundant, useful, and important metal.

The name derives from the Anglo-Saxon iron of unknown origin. The element has been known from prehistoric times. The symbol Fe is derived from the Latin ferrum for "firmness". It is of interest to note that 56Fe requires more energy to be formed than any other nuclide. It is, therefore, the ultimate endproduct of stellar nuclear fusion.

Archaeological evidence suggests that people have been using iron for at least 5000 years. Iron is the cheapest and one of the most abundant of all metals, comprising nearly 5.6% of the earth's crust and nearly all of the earth's core. Iron is primarily obtained from the minerals hematite (Fe2O3) and magnetite (Fe3O4). The minerals taconite, limonite (FeO(OH)·nH2O) and siderite (FeCO3) are other important sources.

Latin ferrum. Iron was used prehistorically:

▸ Iron is mentioned numerous times in the Old Testament of the Bible.

▸ A remarkable iron pillar, dating to about A.D. 400, remains standing today in Delhi, India. This solid shaft of wrought iron is about 7 1/4 m high by 40 cm in diameter. Corrosion to the pillar has been minimal although it has been exposed to the weather since its creation.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
140 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
132 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
194 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
117 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
7874 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0071 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
1537.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
2860.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
80.4 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.449 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
25.1 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
体心立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.83 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.8
電子親和力
0.151 eV
第1イオン化エネルギー
7.902468 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
16.199266 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
30.651106 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
54.910189 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
75.000258 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 全元素の酸化数を比較 →
価電子
8 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ar] 4s2 3d6

熱力学的性質

臨界点(温度)
9067 °C
融解熱
0.14313106 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
3.523864 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
4.306369 eV
原子化熱
4.306369 eV
原子化エンタルピー
4.306369 eV

原子核

陽子数
26 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
30 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
32 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
4 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Fe-56

存在度

存在度(地殻)
5.63e+4 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
0.002 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
287 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 14, 2 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7439-89-6 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
5D4
InChI
InChI=1S/Fe
InChI Key
XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 26
電子 26
電荷 中性
電子配置 Fe: 3d⁶ 4s²
電子配置
測定値
[Ar] 3d⁶ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
6/10 4↑
総電子数: 26 不対電子: 4 ?

原子モデル

陽子 26
中性子 30
電子 26
質量数 56
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

5691.7540%545.8450%572.1190%580.2820%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
54 安定53.93960899 ± 0.000000535.8450%安定
56 安定55.93493633 ± 0.0000004991.7540%安定
57 安定56.93539284 ± 0.000000492.1190%安定
58 安定57.93327443 ± 0.000000530.2820%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(1537.85 °C)より1512.8 °C低い

融点 1537.85 °C
沸点 2860.85 °C
融点との差(下) 1512.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
1537.85 °C
沸点 文献値
2860.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.14313106 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
3.523864 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
4.306369 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
7874 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
7874 kg/m³

標準条件下

詳細

臨界点 文献値
9067 °C

原子スペクトル

全26件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Fe I 01003125429906
Fe II +114471729314471
Fe III +2470223614687
Fe IV +3258102102
Fe V +4231020182310
Fe VI +5159159159
Fe VII +6651651651
Fe VIII +7926392
Fe IX +8561456
Fe X +9986498
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Fe I 0847
Fe II +11028
Fe III +2596
Fe IV +3277
Fe V +4332
Fe VI +594
Fe VII +6210
Fe VIII +742
Fe IX +835
Fe X +965
NIST準位データの収録状況 →
26 Fe 55.845

Iron — 原子軌道可視化ツール

[Ar]4s23d6
エネルギー準位 2 8 14 2
酸化数 -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Iron — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
26 Fe 55.845

Iron — 結晶構造可視化ツール

体心立方格子 · ピアソン記号 cI2
実験値
ピアソン記号 cI2
配位数 8
充填率 68.000%
Iron — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

全12件中10件を表示しています。

電荷配位スピン半径
+24high63 pm
+24high64 pm
+26low61 pm
+26high78 pm
+28high92 pm
+34high49 pm
+35データなし57.99999999999999 pm
+36low55.00000000000001 pm
+36high64.5 pm
+38high78 pm

化合物

Fe
55.840 u
Fe+2
55.840 u
Fe+3
55.840 u
Fe
55.935 u
Fe
54.938 u
Fe
58.935 u
Fe
56.935 u
Fe
59.934 u
Fe+3
54.938 u
Fe
51.948 u
Fe+4
55.840 u
Fe+6
55.840 u
Fe+5
55.840 u
Fe
57.933 u
Fe
53.940 u
Fe+3
58.935 u
Fe+2
56.935 u
Fe
50.957 u
Fe+2
54.938 u
Fe+2
58.935 u
Fe+3
51.948 u
Fe+2
57.933 u

同位体 (4)

Common iron is a mixture of four isotopes. Ten other isotopes are known to exist.

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
54 安定53.93960899 ± 0.000000535.8450% ± 0.0350%安定
stable
56 安定55.93493633 ± 0.0000004991.7540% ± 0.0360%安定
stable
57 安定56.93539284 ± 0.000000492.1190% ± 0.0100%安定
stable
58 安定57.93327443 ± 0.000000530.2820% ± 0.0040%安定
stable
54 安定
原子質量(u) 53.93960899 ± 0.00000053
天然存在比 5.8450% ± 0.0350%
半減期 安定
崩壊形式
stable
56 安定
原子質量(u) 55.93493633 ± 0.00000049
天然存在比 91.7540% ± 0.0360%
半減期 安定
崩壊形式
stable
57 安定
原子質量(u) 56.93539284 ± 0.00000049
天然存在比 2.1190% ± 0.0100%
半減期 安定
崩壊形式
stable
58 安定
原子質量(u) 57.93327443 ± 0.00000053
天然存在比 0.2820% ± 0.0040%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全5034件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
387.857282 nm1290000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
393.02964 nm1150000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
385.637115 nm1100000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
389.970707 nm1070000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
526.95366 nm1020000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
382.444329 nm1000000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
392.291129 nm1000000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
404.581193 nm1000000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
649.49801 nm870000Fe Iemission3d6.4s2 a 3H → 3d7.(4F).4p z 5G*測定値NIST
406.359365 nm830000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
432.57616 nm830000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*測定値NIST
440.47498 nm810000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 5G*測定値NIST
381.58397 nm760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*測定値NIST
382.588058 nm760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*測定値NIST
516.74879 nm760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*測定値NIST
389.565597 nm740000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
532.80381 nm740000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
407.173752 nm710000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
392.025748 nm650000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
427.17599 nm630000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*測定値NIST
430.79017 nm630000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*測定値NIST
382.78222 nm590000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*測定値NIST
383.422219 nm590000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*測定値NIST
388.628183 nm550000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
640 nm490000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5P* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 5D測定値NIST
384.10475 nm457000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*測定値NIST
522.71889 nm437000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*測定値NIST
396.925691 nm427000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
381.296424 nm398000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3P*測定値NIST
537.14891 nm389000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
384.04372 nm380000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*測定値NIST
414.386752 nm363000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
390.294512 nm302000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*測定値NIST
639.36001 nm302000Fe Iemission3d6.4s2 a 3H → 3d7.(4F).4p z 5G*測定値NIST
495.75961 nm295000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 7F* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 7D測定値NIST
441.51221 nm288000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 5G*測定値NIST
527.03561 nm288000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*測定値NIST
387.801779 nm275000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*測定値NIST
642.13496 nm257000Fe Iemission3d6.4s2 a 3P2 → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3P*測定値NIST
388.704779 nm251000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*測定値NIST
667.79848 nm240000Fe Iemission3d7.(2G).4s a 3G → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
387.250102 nm234000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*測定値NIST
390.647918 nm234000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*測定値NIST
413.205785 nm224000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
426.04736 nm224000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 7D* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 7D測定値NIST
654.62373 nm224000Fe Iemission3d7.(2G).4s a 3G → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
641.16477 nm219000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5P* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 5D測定値NIST
425.07864 nm214000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*測定値NIST
400.524148 nm209000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*測定値NIST
643.08447 nm209000Fe Iemission3d7.(4P).4s a 5P → 3d7.(4F).4p y 5D*測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
116 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
109 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
102 pm
共有結合半径(Bragg)
140 pm

ファンデルワールス半径

Batsanov
205 pm
Alvarez
244 pm
UFF
291.2 pm
MM3
223 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
237 pm
金属半径(C12)
126 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
59
Pettifor
61
Glawe
71

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
5
Gunnarsson–Lundqvist
6
Robles–Bartolotti
4

分極率と分散

双極子分極率
62 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
4 a.u.
C₆
482 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
548 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
754 kJ/mol
気相塩基性
731.1 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
7.09 cm3/mol
ミーデマ電子密度
6

供給リスクと経済性

生産集中度
41
相対供給リスク
5
埋蔵量の分布
21
政治的安定性(最大生産国)
24
政治的安定性(最大埋蔵国)
75

相転移と同素体

融点1811.15 K
沸点3134.15 K
臨界点(温度)9340.15 K

酸化数の分類

0 extended
+1 extended
+3 main
+7 extended
+4 extended
−4 extended
+5 extended
−2 extended
−1 extended
+6 extended
+2 main

専門参考データ

遮蔽定数 (7)
n軌道σ
1s0.619
2p3.9112
2s7.401
3d14.8202
3p13.2221
3s12.3239
4s20.566
結晶半径の詳細 (12)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
2IVHS77
2IVSQHS78
2VILS75estimated,
2VIHS92from r^3 vs V plots,
2VIIIHS106calculated,
3IVHS63
3V72
3VILS69from r^3 vs V plots,
3VIHS78.5from r^3 vs V plots,
3VIIIHS92
同位体の崩壊形式 (55)
同位体モード強度
452p70%
45B+30%
45B+p18.9%
452p7.8%
46B+100%
46B+p78.7%
462p—
47B+100%
47B+p88.4%
48B+100%
X線散乱因子 (504)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—1.37852
10.1617—1.42961
10.3261—1.48259
10.4931—1.53754
10.6628—1.59453
10.8353—1.65362
11.0106—1.71491
11.1886—1.77847
11.3696—1.84438
11.5535—1.91274

追加データ

Sources

Sources of this element.

Iron is a relatively abundant element in the universe. It is found in the sun and many types of stars in considerable quantity. Its nuclei are very stable. Iron is a principal component of a meteorite class known as siderites and is a minor constituent of the other two meteorite classes. The core of the earth 2150 miles in radius is thought to be largely composed of iron with about 10 percent occluded hydrogen. The metal is the fourth most abundant element, by weight that makes up the crust of the earth.

The most common ore is hematite, which is frequently seen as black sands along beaches and banks of streams.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Fe

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Iron

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Iron

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Iron

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Iron

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Iron

This section provides all form of data related to element Iron.

9 PubChem Elements
Iron

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

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