Železna dejstva

Kemijske in fizikalne lastnosti železa

dt03mbb / Getty Images

Osnovna dejstva o železu:

Simbol : vera
Atomsko število : 26
Atomska teža : 55.847
Klasifikacija elementov : Prehodna kovina
Številka CAS: 7439-89-6

Lokacija periodnega sistema železa

skupina: 8
Pika : 4
Blokiraj : d

Konfiguracija železnih elektronov

Kratka oblika : [Ar]3d⁶4s^dva
Dolga oblika : 1s^dva2s^dva2p⁶3s^dva3p⁶3d⁶4s^dva
Struktura lupine: 2 8 14 2

Odkritje železa

Datum odkritja: Starodavni časi
ime: Ime železa izhaja iz anglosaksonskega ' vrsta '. Simbol elementa , Fe, je bila skrajšana iz latinske besede ' železo ' kar pomeni 'trdnost'.
Zgodovina: Staroegipčanski železni predmeti so datirani okoli 3500 pr. Ti predmeti vsebujejo tudi približno 8 % niklja, kar kaže, da je bilo železo morda prvotno del meteorita. 'Železna doba' se je začela okoli leta 1500 pr. ko so maloazijski Hetiti začeli taliti železovo rudo in izdelovati železno orodje.

Fizikalni podatki železa

Država pri sobni temperaturi (300 K) : Trdna
Videz: temprana, duktilna, srebrnasta kovina
Gostota : 7,870 g/cc (25 °C)
Gostota pri tališču: 6,98 g/cc
Specifična težnost : 7,874 (20 °C)
Tališče : 1811 K
Vrelišče : 3133,35 K
Kritična točka : 9250 K pri 8750 barih
Toplota fuzije: 14,9 kJ/mol
Toplota uparjanja: 351 kJ/mol
Molarna toplotna kapaciteta : 25,1 J/mol·K
Specifična toplota : 0,443 J/g·K (pri 20 °C)

Podatki o atomih železa

Oksidacijska stanja (najpogosteje krepko): +6, +5, +4, +3 , +2 , +1, 0, -1 in -2
Elektronegativnost : 1,96 (za oksidacijsko stopnjo +3) in 1,83 (za oksidacijsko stopnjo +2)
Elektronska afiniteta : 14,564 kJ/mol
Atomski radij : 1,26 Å
Atomski volumen : 7,1 cc/mol
Ionski polmer : 64 (+3e) in 74 (+2e)
Kovalentni polmer : 1,24 Å
najprej Ionizacijska energija : 762,465 kJ/mol
Druga ionizacijska energija : 1561,874 kJ/mol
Tretja ionizacijska energija: 2957,466 kJ/mol

Železni jedrski podatki

Število izotopi : Znanih je 14 izotopov. Naravno prisotno železo je sestavljeno iz štirih izotopov.
Naravni izotopi in % obilje : ⁵⁴vera (5.845),⁵⁶vera (91.754),⁵⁷Fe (2.119) in⁵⁸Vera (0,282)

Podatki o železovih kristalih

Rešetkasta struktura: Kubik s telesnim središčem
Konstanta mreže: 2.870 Å
Debyejeva temperatura : 460,00 K

Uporaba železa

Železo je bistvenega pomena za življenje rastlin in živali. Železo je aktivni del molekule hemoglobina, ki ga naše telo uporablja za prenos kisika iz pljuč do preostalega telesa. Kovinsko železo je v veliki meri legirano z drugimi kovinami in ogljikom za številne komercialne namene. Grodelj je zlitina, ki vsebuje približno 3-5 % ogljika, z različnimi količinami Si, S, P in Mn. Grodelj je krhek, trd in precej taljiv in se uporablja za proizvodnjo druge železove zlitine ,vključno z jeklom. Kovano železo vsebuje le nekaj desetink odstotka ogljika in je temprano, žilavo in manj taljivo kot grodlje. Kovano železo ima običajno vlaknasto strukturo. Ogljikovo jeklo je železova zlitina z ogljikom in majhnimi količinami S, Si, Mn in P. Legirana jekla so ogljikova jekla, ki vsebujejo dodatke, kot so krom, nikelj, vanadij itd. Železo je najcenejše, najbolj razširjeno in največ uporablja se za vse kovine.

Razna dejstva o železu

• Železo je na četrtem mestu obilen element v zemeljski skorji. Zemljino jedro naj bi bilo sestavljeno predvsem iz železa.
• Čisto železo je kemično reaktivno in hitro korodira, zlasti v vlažnem zraku ali pri povišanih temperaturah.
• Obstajajo štirje alotropi železa, znani kot 'feriti'. Te so označene z α-, β-, γ- in δ- s prehodnimi točkami pri 770, 928 in 1530 °C. α- in β- feriti imajo enako kristalno strukturo, ko pa α- oblika postane β- oblika, magnetizem izgine.
• Najpogostejša železova ruda je hematit (Fe_dvaO₃večinoma). Železo najdemo tudi v magnetitu (Fe₃O₄) in takonit (sedimentna kamnina, ki vsebuje več kot 15 % železa, pomešanega s kremenom).
• Prve tri države, ki pridobivajo železo, so Ukrajina, Rusija in Kitajska. Kitajska, Avstralija in Brazilija so vodilne v svetu po proizvodnji železa.
• Ugotovljeno je bilo, da številni meteoriti vsebujejo visoko vsebnost železa.
• Železo najdemo v soncu in drugih zvezdah.
• Železo je bistven mineral za zdravje, vendar je preveč železa izjemno strupeno. Brezplačno železo v krvi reagira s peroksidi in tvori proste radikale, ki poškodujejo DNK, beljakovine, lipide in druge celične komponente, kar povzroči bolezen in včasih smrt. 20 miligramov železa na kilogram telesne teže je strupeno, medtem ko je 60 miligramov na kilogram smrtonosno.
• Železo je bistveno za razvoj možganov. Otroci s pomanjkanjem železa kažejo manjšo sposobnost učenja.
• Železo gori z zlato barvo pri preizkusu plamena .
• Železo se uporablja v ognjemetih za ustvarjanje isker. Barva iskric bo odvisna od temperature likalnika.

Viri

• CRC Handbook of Chemistry & Physics (89. izdaja), Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo , Zgodovina izvora kemijskih elementov in njihovih odkriteljev, Norman E. Holden 2001.