Fe · Элемент 26 · Переходный металл
Самый распространённый на Земле по массе элемент, конечный продукт термоядерного синтеза в звёздах и металл, давший название целой эпохе.
Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение железо среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 126 pm — это 0,126 нм, поэтому около 3,97 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Железо находится в жидком состоянии в диапазоне 1323 K — от 1811 K до 3134 K.
Положение
История
Железо — это элемент, который создал цивилизацию и течёт в ваших венах. Этот могучий металл образует ядро нашей планеты, создаёт магнитное поле, защищающее нас от космического излучения, и буквально придаёт вашей крови красный цвет. От древних дамасских стальных мечей до современных небоскрёбов — железо было главным металлом человечества на протяжении более 3 000 лет. Железный век произвёл революцию в человеческом обществе, сделав возможным всё — от сельского хозяйства до военного дела. В вашем организме атомы железа находятся в самом сердце молекул гемоглобина, захватывая кислород в лёгких и доставляя его к каждой клетке. Без железа ваша кровь не могла бы переносить кислород, и вы бы задохнулись, даже продолжая дышать. Внутреннее ядро Земли — это твёрдое железное шарообразное тело размером с Луну, вращающееся немного быстрее самой планеты и создающее наш защитный магнитный щит.
Первая встреча человечества с железом произошла благодаря метеоритам, содержащим металлические сплавы железа и никеля:
Переход от бронзового века к железному стал одним из величайших технологических скачков в истории человечества:
Технологии обработки железа быстро распространились и изменили человеческую цивилизацию по всему миру:
Греческие и римские инженеры подняли технологии обработки железа на новый уровень:
Средневековая Европа совершила революцию в производстве железа благодаря механическим инновациям:
Прорыв Авраама Дарби в 1709 году навсегда изменил производство железа:
Промышленная революция создала беспрецедентный спрос на железо и революционные методы производства:
Изобретение Генри Бессемера в 1856 году положило начало эпохе стали:
Современная металлургия привнесла научное понимание в производство железа:
Современное производство железа и стали стало основой мировой цивилизации:
Открытие и развитие технологий железа стали величайшим технологическим достижением человечества:
Применение
Производство стали на основе железа — важнейший промышленный процесс человечества, на него приходится более 98% мирового производства железа, и он формирует каркас современной цивилизации:
Железо и сталь обеспечивают все виды современного транспорта:
Промышленное оборудование полностью зависит от материалов на основе железа:
Современные города и инфраструктура невозможны без железа:
Высококачественные сплавы железа обеспечивают передовые технологии:
Материалы на основе железа необходимы для национальной безопасности:
В медицине используются уникальные свойства железа:
Энергетическая инфраструктура в своей основе опирается на железо:
Чугунная посуда и кухонные инструменты были незаменимы на протяжении тысяч лет:
Жилищное строительство в значительной степени опирается на материалы на основе железа:
Автомобили, грузовики и мотоциклы в основном изготовлены из железа и стали:
Железо абсолютно необходимо для здоровья человека:
Спортивное оборудование и досуговые занятия зависят от материалов на основе железа:
Работы во дворе и садоводство опираются на железные инструменты и материалы:
Магнитные свойства железа обеспечивают бесчисленные повседневные применения:
Рабочие помещения наполнены изделиями на основе железа:
Творческое применение использует способность железа к обработке и его прочность:
Для поддержания исправности различных вещей необходимы инструменты и детали на основе железа:
Откуда он происходит
56300 мг/кг земной коры · более распространён, чем 97% элементов
Железо образуется в ядерных печах массивных звёзд и представляет собой конечный продукт звёздного нуклеосинтеза:
Ядро Земли содержит 80% железа планеты и создаёт наше защитное магнитное поле:
Железо составляет 5,6% земной коры и встречается в различных формах минералов, которые люди добывают на протяжении тысячелетий:
Мировая добыча железной руды ведётся в нескольких геологических провинциях мирового класса:
Растворённое железо встречается в природе в различных водных средах со сложной химией:
Живые организмы активно участвуют в круговороте железа на Земле посредством различных механизмов:
Полосчатые железистые формации (BIF) рассказывают об атмосфере древней Земли и эволюции жизни:
Железо встречается в разнообразных геологических условиях, отражающих различные процессы его образования:
Деятельность человека значительно изменила естественные процессы круговорота железа:
Железо встречается по всей Солнечной системе и помогает понять формирование планет:
Обращение
Железо абсолютно необходимо для здоровья человека, но для предотвращения дефицита или токсичности требуется тщательный баланс:
Работа с железом и сталью требует комплексных протоколов безопасности:
Сварка железа и стали связана с конкретными рисками для здоровья и безопасности:
Чрезмерное накопление железа может вызвать серьёзные проблемы со здоровьем:
Распространённые бытовые предметы, содержащие железо, требуют соблюдения основных мер безопасности:
Железо в окружающей среде обычно представляет минимальный риск, но требует контроля:
Работа с соединениями железа в исследовательских условиях требует особых мер предосторожности:
Медицинское применение железа требует тщательного наблюдения и дозирования:
Железо и сталь в строительстве должны соответствовать строгим стандартам безопасности:
Несколько ведомств регулируют воздействие железа в различных сферах:
Краткие ответы
Железо (символ Fe) — элемент 26 в периодической таблице, представитель семейства Переходный металл в 4 периоде, 8 группе. Самый распространённый на Земле по массе элемент, конечный продукт термоядерного синтеза в звёздах и металл, давший название целой эпохе. При комнатной температуре это твёрдое вещество.
[Ar] 3d⁶ 4s²; она включает 4 занятые электронные оболочки с распределением 2, 8, 14, 2.Железо плавится при 1811 K (1537.9 °C) и кипит при 3134 K (2860.9 °C).
Стандартная атомная масса Железо составляет 55.845 u. Это средневзвешенное значение для его природных изотопов, поэтому оно редко бывает целым числом.
Плотность Железо составляет 7.874 г/см³. Плотность воды — 1,0 г/см³, поэтому блок из Железо примерно в 7.9× тяжелее.
Электроотрицательность Железо по шкале Полинга составляет 1.83. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Значения в этом среднем диапазоне обычно соответствуют ковалентным, а не преимущественно ионным связям.
Железо известен с древности — он встречается в форме, пригодной для использования без выплавки, поэтому нельзя приписать его открытие какому-либо одному человеку. Название происходит от англосаксонское iren; символ происходит от латинского ferrum.
На долю Железо приходится около 5.63% земной коры — это один из самых распространённых элементов.