Fier

Fier
Liniile spectrale ale fierului
Mangan ← Fier → Cobalt –       26 Fe                                                                                                                                                                                                                                           Fe Ru Tabelul complet • Tabelul extins
Informații generale
Nume, Simbol, Număr	Fier, Fe, 26
Serie chimică	Metal de tranziție
Grupă, Perioadă, Bloc	8, 4, d
Densitate	7860 kg/m³
Culoare	metalic lucios, cu tentă gri
Număr CAS	7439-89-6
Număr EINECS
Proprietăți atomice
Masă atomică	55,845 u
Rază atomică	140 (156) pm
Rază de covalență	125 pm
Rază van der Waals	N/A
Configurație electronică	[Ar]4s23d6
Electroni pe nivelul de energie	2, 8, 14, 2
Număr de oxidare	2, 3, 4, 6
Oxid	amfolit⁠(d)
Structură cristalină	cubică cu volum centrat (a=286.65 pm), între 1185 - 1667 K, cubică cu fețe centrate
Proprietăți fizice
Fază ordinară	solid (feromagnetic)
Punct de topire	1538 °C, 1811 K
Punct de fierbere	2861 °C, 3134 K
Energie de fuziune	13,81 kJ/mol
Energie de evaporare	340 kJ/mol
Temperatură critică	K
Presiune critică	Pa
Volum molar	m³/kmol
Presiune de vapori
Viteza sunetului	5120 m/s la 293.15 K (fier electrolitic) m/s la 20 °C
Forță magnetică
Informații diverse
Electronegativitate (Pauling)	1,83
Capacitate termică masică	25,10 J/(mol·K) J/(kg·K)
Conductivitate electrică	9,6×106 S/m
Conductivitate termică	80,4 W/(m·K)
Prima energie de ionizare	762,5 kJ/mol
A 2-a energie de ionizare	1561,9 kJ/mol
A 3-a energie de ionizare	2957 kJ/mol
A 4-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_4}}} kJ/mol
A 5-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_5}}} kJ/mol
A 6-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_6}}} kJ/mol
A 7-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_7}}} kJ/mol
A 8-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_8}}} kJ/mol
A 9-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_9}}} kJ/mol
A 10-a energie de ionizare	{{{potențial_de_ionizare_10}}} kJ/mol
Cei mai stabili izotopi
Simbol AN T1/2 MD Ed PD MeV 54Fe 5,8 % stabil (> 3,1.1022 ani) ε 54>Cr 55Fe {sin.} 2,73 ani ε 0,231 55Mn 56Fe 91,72% stabil cu 30 neutroni 57Fe 2,2% stabil cu 31 neutroni 58Fe 0,28% stabil cu 32 neutroni 59Fe {sin.} 44,50 zile β- 1,565 59Co 60Fe {sin.} 1,5 .106 ani β- 3,978 60Co
Precauții
NFPA 704
Unitățile SI și condiții de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.
Modifică text

Fierul este un element chimic metalic, notat cu simbolul Fe (din limba latină: ferrum), ce are numărul atomic 26 și masa atomică 56. Este un metal aflat în prima grupă a metalelor tranziționale. Este elementul chimic cel mai întâlnit pe Terra, formând cea mai mare parte a nucleului acestei planete și este al patrulea element ca abundență în scoarța terestră. Este produs în cantitate mare ca rezultat de fuziune în stelele cu masă mare, unde producerea de nichel-56 (care se dezintegrează în fier) este ultima reacție fuziune nucleară ce este exotermă, devenind ultimul element care se produce înaintea stingerii unei supernove ce duce la reacții ce împrăștie precursorii radionuclizilor fierului în spațiu.

La fel ca și alte elemente ale grupei 8 (ruteniu, osmiu, etc.), fierul prezintă numeroase stări de oxidare, de la -2 la +6, deși cele mai comune sunt +2 și +3. Fierul elementar este întâlnit în meteoriți și unele medii sărace în oxigen, dar este reactiv cu oxigenul și apa. Suprafețele proaspăt tăiate ale fierului au o culoare gri-argintie, sunt lucioase, dar se oxidează în aer, produsul de reacție fiind oxizii de fier, cunoscuți de asemenea sub denumirea de rugină. Spre deosebire de alte metale care realizează pasivarea prin straturi de oxid, oxizii de fier ocupă un volum mai mare ca al volumului de fier, iar astfel oxizii de fier pot fi îndepărtați și să expună suprafețe proaspete pentru coroziune.

Fierul metalic a fost utilizat încă din Antichitate, deși aliajele cu punct scăzut de topire al cuprului au fost folosite primele în istorie. Fierul pur este moale (mai moale decât aluminiul), însă nu se poate obține prin topire. Materialul este întărit de impurități din procesul de topire, precum carbonul. O anumită proporție de carbon (între 0,2% și 2,1%) produce oțelul, care poate fi de 1000 de ori mai rezistent decât fierul pur. Fierul metalic brut este obținut în furnale, unde minereul este redus de către cocs la fonta. O prelucrare ulterioară cu oxigen reduce conținutul de carbon pentru a se obține oțel. Oțelurile și aliajele din fier cu conținut scăzut de carbon, în combinație cu alte metale, sunt de departe cele mai comune metale în industrie, datorită numărului mare de proprietăți dezirabile.

Compușii chimici ai fierului, care includ compuși feroși și ferici, au multe utilizări. Oxidul de fier amestecat cu pudră de aluminiu poate fi aprins pentru a crea termitul, folosit în prelucrarea minereurilor. Formează compuși binari cu halogenii și calcogenii. Printre compușii organometalici, ferocenul a fost primul compus-sandwich descoperit.

Fierul joacă un rol important în biologie, formând substanțe compuse cu oxigen molecular în hemoglobina și mioglobina; acești doi compuși sunt proteine comune ce au rol în transportul oxigenului la vertebrate. De asemenea, fierul este metalul cel mai utilizat în enzimele redox cele mai importante, care sunt implicate în respirația celulară, procesele de oxidare și reducere la organismele vegetale și animale.