铁 (Fe)
Iron
原子序数: 26 | 原子量: 55.845 u
Fe
26
原子量
55.845 u
族
8
周期
4
元素类别
过渡金属
电子排布
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²
CAS编号
7439-89-6
物理性质
密度
7.874 g/cm³
熔点
1538 °C
沸点
2862 °C
熔化热
13.81 kJ/mol
汽化热
349.6 kJ/mol
电负性
1.83
基本信息
铁是化学元素周期表中的第 26 个元素，化学符号为 Fe，原子序数为 26。它是一种具有银白色金属光泽的过渡金属，也是地壳中含量第四高的元素。
化学性质
- 铁在潮湿的空气中易生锈，生成红棕色的铁锈（主要成分是氧化铁）。
- 铁具有可变的氧化态，常见的有 +2 和 +3 价。+2 价的铁化合物具有一定的还原性，而 +3 价的铁化合物具有一定的氧化性。
- 铁能与稀酸反应放出氢气，例如与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气：Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑。
- 铁在高温下能与氧气反应，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的四氧化三铁：3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄。
主要用途
冶金工业
铁是钢铁工业的基础原料，钢铁广泛应用于建筑、机械制造、交通运输等领域。
电子工业
铁及其合金可用于制造电磁铁、变压器铁芯等电子元件。
化工领域
铁催化剂可用于合成氨等化工生产过程。
生物医学
铁是人体必需的微量元素之一，参与血红蛋白的合成，对氧气的运输和储存起着重要作用。
历史与发现
铁的使用可以追溯到公元前 3000 年左右。人类最早使用的铁是从陨石中获取的。大约在公元前 1200 年，人类掌握了从铁矿石中冶炼铁的技术，进入了铁器时代。
同位素
| 同位素 | 自然丰度 | 半衰期 | 描述 |
|---|---|---|---|
| ⁵⁴Fe | 5.845% | 稳定 | 原子核含 26 个质子和 28 个中子 |
| ⁵⁶Fe | 91.754% | 稳定 | 原子核含 26 个质子和 30 个中子 |
| ⁵⁷Fe | 2.119% | 稳定 | 原子核含 26 个质子和 31 个中子 |
| ⁵⁸Fe | 0.282% | 稳定 | 原子核含 26 个质子和 32 个中子 |