← К таблице
Fe 26

Железо (Fe)

Переходный металл
Период: 4 Группа: 8 Блок: s

Твёрдое тело

Стандартный атомный вес

55.845 u

Электронная конфигурация

[Ar] 4s2 3d6

Температура плавления

1537.85 °C (1811 K)

Температура кипения

2860.85 °C (3134 K)

Плотность

7874 kg/m³

Степени окисления

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

Электроотрицательность (Полинг)

1.83

Энергия ионизации (1-я)

Год открытия

N/A

Атомный радиус

140 pm

Дополнительно

Происхождение названия Англосаксонский: iron; символ от латинского: ferrum (железо).
Первооткрыватели Известен с древности.

Железо — это переходный металл первого ряда и один из центральных элементов технологии и биологии. Оно образует прочные, пригодные для обработки сплавы, особенно с углеродом, и обладает доступной окислительно-восстановительной химией Fe²⁺ и Fe³⁺. В материалах Земли оно является важной составной частью ядра, минералов мантии и многих руд. Его магнитное поведение и способность связывать малые молекулы в металлопротеинах придают ему значение, выходящее за рамки использования в качестве конструкционного металла.

Чистый металл очень химически активен и быстро корродирует, особенно во влажном воздухе или при повышенных температурах. Он имеет четыре аллотропные формы, или ферриты, известные как альфа-, бета-, гамма- и омега-формы, с точками превращения при 700, 928 и 1530C. Альфа-форма магнитна, но при переходе в бета-форму магнетизм исчезает, хотя решётка остаётся неизменной. Связи между этими формами своеобразны. Чугун представляет собой сплав, содержащий около 3 процентов углерода с различными количествами серы, кремния, марганца и фосфора.

Железо твёрдое, хрупкое, довольно легкоплавкое и используется для получения других сплавов, включая сталь. Кованое железо содержит лишь несколько десятых процента углерода, оно прочное, ковкое, менее легкоплавкое и обычно имеет «волокнистую» структуру.

Углеродистая сталь — это сплав железа с небольшими количествами Mn, S, P и Si. Легированные стали — это углеродистые стали с другими добавками, такими как никель, хром, ванадий и т. д. Железо — дешёвый, распространённый, полезный и важный металл.

Название происходит от англосаксонского iron неизвестного происхождения. Элемент известен с доисторических времен. Символ Fe происходит от латинского ferrum, означающего «твердость». Интересно отметить, что для образования 56Fe требуется больше энергии, чем для любого другого нуклида. Следовательно, это конечный продукт звездного ядерного синтеза.

Археологические данные свидетельствуют, что люди используют железо по меньшей мере 5000 лет. Железо является самым дешевым и одним из самых распространенных из всех металлов, составляя почти 5,6% земной коры и почти всю земную ядро. Железо в основном получают из минералов гематита (Fe2O3) и магнетита (Fe3O4). Минералы таконит, лимонит (FeO(OH)·nH2O) и сидерит (FeCO3) являются другими важными источниками.

Латинское ferrum. Железо использовалось в доисторические времена:

▸ Железо многократно упоминается в Ветхом Завете Библии.

▸ Примечательная железная колонна, датируемая приблизительно 400 годом н. э., до сих пор стоит в Дели, Индия. Этот сплошной стержень из кованого железа имеет высоту около 7 1/4 м и диаметр 40 см. Коррозия колонны была минимальной, хотя с момента ее создания она подвергалась воздействию погодных условий.

Изображения

Свойства

Физические

Атомный радиус (эмпир.) 140 pm
Ковалентный радиус 132 pm
Радиус Ван-дер-Ваальса 194 pm
Металлический радиус 117 pm
Плотность
Молярный объём 0.0071 L/mol
Агрегатное состояние (НУ) solid
Температура плавления 1537.85 °C
Температура кипения 2860.85 °C
Теплопроводность 80.4 Вт/(м·К)
Удельная теплоёмкость 0.449 Дж/(г·К)
Молярная теплоёмкость 25.1 Дж/(моль·К)
Кристаллическая структура bcc

Химические

Электроотрицательность (Полинг) 1.83
Электроотрицательность (Аллен) 1.8
Сродство к электрону
Энергия ионизации (1-я)
Энергия ионизации (2-я)
Энергия ионизации (3-я)
Энергия ионизации (4-я)
Энергия ионизации (5-я)
Степени окисления −4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
Валентные электроны 8
Электронная конфигурация
Электронная конфигурация (сокр.)

Термодинамические

Критическая точка (температура) 9067 °C
Теплота плавления 0.14313106 eV
Теплота парообразования 3.523864 eV
Теплота возгонки 4.306369 eV
Теплота атомизации 4.306369 eV
Энтальпия атомизации

Ядерные

Стабильные изотопы 4

Распространённость

Распространённость (земная кора) 5.630e+4 мг/кг
Распространённость (океан)

Реакционная способность

N/A

Кристаллическая структура

Параметр решётки a 287 pm

Электронная структура

Электронов на оболочке 2, 8, 14, 2

Идентификаторы

Номер CAS 7439-89-6
Термный символ
InChI InChI=1S/Fe
InChI Key XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Measured

Заряд иона
Протоны 26
Электроны 26
Заряд Neutral
Конфигурация Fe: 3d⁶ 4s²
Electron configuration
Measured
[Ar] 3d⁶ 4s²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
Orbital diagram
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
6/10 4↑
Всего электронов: 26 Неспаренных: 4 ?

Модель атома

Protons 26
Neutrons 30
Electrons 26
Mass number 56
Stability Стабильный

Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.

Схематическая модель атома, не в масштабе.

Атомный отпечаток

Спектр испускания / поглощения

25 / 50 (50 with intensity)
Measured
Испускание Видимый: 380–750 нм

Распределение изотопов

5691.7540%545.8450%572.1190%580.2820%Массовое числоПриродная распространённость (%)
Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспада
54 Стабильный53,93960899 ± 0,000000535.8450%Стабильный
56 Стабильный55,93493633 ± 0,0000004991.7540%Стабильный
57 Стабильный56,93539284 ± 0,000000492.1190%Стабильный
58 Стабильный57,93327443 ± 0,000000530.2820%Стабильный
Measured

Фазовое состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое 25 °C (298.15 K)

Причина: на 1512.8 °C ниже точки плавления (1537.85 °C)

Температура плавления 1537.85 °C
Температура кипения 2860.85 °C
Ниже точки плавления на 1512.8 °C
0 K Текущая температура: 25 °C 6000 K
Шкала фаз

Схематично, не в масштабе

Solid
Liquid
Gas
Melting
Boiling
25°C
Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Текущая

Точки фазовых переходов

Температура плавления Literature
1537.85 °C
Температура кипения Literature
2860.85 °C
Текущая фаза Calculated
Твёрдое

Энергии переходов

Теплота плавления Literature
0.14313106 eV

Энергия для плавления 1 моля при tплав

Теплота испарения Literature
3.523864 eV

Энергия для испарения 1 моля при tкип

Теплота возгонки Literature
4.306369 eV

Энергия для возгонки 1 моля при tвозг

Плотность

Справочная плотность Literature
7874 kg/m³

При нормальных условиях

Текущая плотность Calculated
7874 kg/m³

При нормальных условиях

Дополнительно

Критическая точка Literature
9067 °C

Атомные спектры

Показано 10 из 26 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Состав спектральных линий ?

IonЗарядTotal linesTransition probabilitiesLevel designations
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 Lines Holdings →

Состав энергетических уровней ?

IonЗарядLevels
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 Levels Holdings →
26 Fe 55.845

Iron — Визуализатор атомных орбиталей

[Ar]4s23d6
Уровни энергии 2 8 14 2
Степени окисления -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
HOMO 3d n=3 · l=2 · m=-2
Iron — превью визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
26 Fe 55.845

Iron — Визуализатор кристаллической структуры

Body-Centered Cubic · Pearson cI2
Экспериментальные
Pearson cI2
Коорд. № 8
Упаковка 68.000%
Iron — превью визуализатора кристаллической решётки
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

Показано 10 из 12 Ионные радиусы.

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+24high63 пм
+24high64 пм
+26low61 пм
+26high78 пм
+28high92 пм
+34high49 пм
+35N/A57.99999999999999 пм
+36low55.00000000000001 пм
+36high64.5 пм
+38high78 пм

Соединения

Fe
55.840 а.е.м.
Fe+2
55.840 а.е.м.
Fe+3
55.840 а.е.м.
Fe
55.935 а.е.м.
Fe
54.938 а.е.м.
Fe
58.935 а.е.м.
Fe
56.935 а.е.м.
Fe
59.934 а.е.м.
Fe+3
54.938 а.е.м.
Fe
51.948 а.е.м.
Fe+4
55.840 а.е.м.
Fe+6
55.840 а.е.м.
Fe+5
55.840 а.е.м.
Fe
57.933 а.е.м.
Fe
53.940 а.е.м.
Fe+3
58.935 а.е.м.
Fe+2
56.935 а.е.м.
Fe
50.957 а.е.м.
Fe+2
54.938 а.е.м.
Fe+2
58.935 а.е.м.
Fe+3
51.948 а.е.м.
Fe+2
57.933 а.е.м.

Изотопы (4)

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

Массовое числоАтомная масса (а.е.м.)Природная распространённостьПериод полураспадаРежим распада
54 Стабильный53,93960899 ± 0,000000535.8450% ± 0.0350%Стабильный
stable
56 Стабильный55,93493633 ± 0,0000004991.7540% ± 0.0360%Стабильный
stable
57 Стабильный56,93539284 ± 0,000000492.1190% ± 0.0100%Стабильный
stable
58 Стабильный57,93327443 ± 0,000000530.2820% ± 0.0040%Стабильный
stable
54 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 53,93960899 ± 0,00000053
Природная распространённость 5.8450% ± 0.0350%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
56 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 55,93493633 ± 0,00000049
Природная распространённость 91.7540% ± 0.0360%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
57 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 56,93539284 ± 0,00000049
Природная распространённость 2.1190% ± 0.0100%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable
58 Стабильный
Атомная масса (а.е.м.) 57,93327443 ± 0,00000053
Природная распространённость 0.2820% ± 0.0040%
Период полураспада Стабильный
Режим распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 5034 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтадия ионизацииТипПереходТочностьИсточник
387.857282 нм1290000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
393.02964 нм1150000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
385.637115 нм1100000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
389.970707 нм1070000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
526.95366 нм1020000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
382.444329 нм1000000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
392.291129 нм1000000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
404.581193 нм1000000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
649.49801 нм870000Fe Iemission3d6.4s2 a 3H → 3d7.(4F).4p z 5G*ИзмереноNIST
406.359365 нм830000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
432.57616 нм830000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*ИзмереноNIST
440.47498 нм810000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 5G*ИзмереноNIST
381.58397 нм760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
382.588058 нм760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*ИзмереноNIST
516.74879 нм760000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*ИзмереноNIST
389.565597 нм740000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
532.80381 нм740000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
407.173752 нм710000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
392.025748 нм650000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
427.17599 нм630000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*ИзмереноNIST
430.79017 нм630000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*ИзмереноNIST
382.78222 нм590000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
383.422219 нм590000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*ИзмереноNIST
388.628183 нм550000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
640 нм490000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5P* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 5DИзмереноNIST
384.10475 нм457000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
522.71889 нм437000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*ИзмереноNIST
396.925691 нм427000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
381.296424 нм398000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3P*ИзмереноNIST
537.14891 нм389000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
384.04372 нм380000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*ИзмереноNIST
414.386752 нм363000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
390.294512 нм302000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3D*ИзмереноNIST
639.36001 нм302000Fe Iemission3d6.4s2 a 3H → 3d7.(4F).4p z 5G*ИзмереноNIST
495.75961 нм295000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 7F* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 7DИзмереноNIST
441.51221 нм288000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 5G*ИзмереноNIST
527.03561 нм288000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3D*ИзмереноNIST
387.801779 нм275000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*ИзмереноNIST
642.13496 нм257000Fe Iemission3d6.4s2 a 3P2 → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 3P*ИзмереноNIST
388.704779 нм251000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*ИзмереноNIST
667.79848 нм240000Fe Iemission3d7.(2G).4s a 3G → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
387.250102 нм234000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 5F → 3d7.(4F).4p y 5D*ИзмереноNIST
390.647918 нм234000Fe Iemission3d6.4s2 a 5D → 3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5D*ИзмереноNIST
413.205785 нм224000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
426.04736 нм224000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 7D* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 7DИзмереноNIST
654.62373 нм224000Fe Iemission3d7.(2G).4s a 3G → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
641.16477 нм219000Fe Iemission3d6.(5D).4s.4p.(3P*) z 5P* → 3d6.(5D).4s (6D).5s e 5DИзмереноNIST
425.07864 нм214000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p z 3G*ИзмереноNIST
400.524148 нм209000Fe Iemission3d7.(4F).4s a 3F → 3d7.(4F).4p y 3F*ИзмереноNIST
643.08447 нм209000Fe Iemission3d7.(4P).4s a 5P → 3d7.(4F).4p y 5D*ИзмереноNIST

Расширенные свойства

Ковалентные радиусы (расш.)

Ковалентный радиус (Пюккё)  
Ковалентный радиус (Пюккё, двойная связь)  
Ковалентный радиус (Пюккё, тройная связь)  
Ковалентный радиус (Брэгг)  

Радиусы Ван-дер-Ваальса

Batsanov  
Alvarez  
UFF  
MM3  

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (Рам)  
Металлический радиус (C12)  

Шкалы нумерации

Mendeleev
Pettifor
Glawe

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
Miedema
Gunnarsson–Lundqvist
Robles–Bartolotti

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость  
Дипольная поляризуемость (погр.)  
C₆  
C₆ (Gould–Bučko)  

Химическое сродство

Сродство к протону  
Основность в газовой фазе  

Параметры Мидемы

Молярный объём Мидемы  
Электронная плотность Мидемы

Риск поставок и экономика

Концентрация производства
Относительный риск поставок
Распределение запасов
Политическая стабильность (топ-производитель)
Политическая стабильность (топ-запасы)

Фазовые переходы и аллотропы

Температура плавления1811.15 K
Температура кипения3134.15 K
Критическая точка (температура)9340.15 K

Категории степеней окисления

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

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (7)
nОрбитальσ
1s0.619
2p3.9112
2s7.401
3d14.8202
3p13.2221
3s12.3239
4s20.566
Детализация кристаллических радиусов (12)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Источник
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
Режимы распада изотопов (55)
ИзотопРежимИнтенсивность
452p70%
45B+30%
45B+p18.9%
452p7.8%
46B+100%
46B+p78.7%
462p
47B+100%
47B+p88.4%
48B+100%
Факторы рассеяния X‑лучей (504)
Энергия (eV)f₁f₂
101.37852
10.16171.42961
10.32611.48259
10.49311.53754
10.66281.59453
10.83531.65362
11.01061.71491
11.18861.77847
11.36961.84438
11.55351.91274

Дополнительные данные

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Примечание к лицензии: 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/

Примечание к лицензии: 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.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержимое проверено на основе последних научных данных.