Železné fakty

Chemické a fyzikálne vlastnosti železa

dt03mbb / Getty Images

Základné fakty o železe:

Symbol : Viera
Atómové číslo : 26
Atómová hmotnosť : 55,847
Klasifikácia prvkov : Prechodový kov
Číslo CAS: 7439-89-6

Umiestnenie periodickej tabuľky železa

Skupina: 8
Obdobie : 4
Blokovať : d

Konfigurácia železných elektrónov

Krátka forma : [Ar] 3d⁶4s^dva
Dlhý formulár : 1 s^dva2s^dva2p⁶3s^dva3p⁶3d⁶4s^dva
Štruktúra škrupiny: 2 8 14 2

Objav železa

Dátum objavenia: Staroveké časy
Názov: Iron odvodzuje svoj názov od anglosaského ' typu '. Symbol prvku , Fe, bolo skrátené z latinského slova „ železo ' znamená 'pevnosť'.
História: Staroegyptské železné predmety boli datované do obdobia okolo roku 3500 pred Kristom. Tieto objekty tiež obsahujú približne 8% niklu, čo ukazuje, že železo mohlo byť pôvodne súčasťou meteoritu. „Doba železná“ sa začala okolo roku 1500 p.n.l. keď maloázijskí Chetiti začali taviť železnú rudu a vyrábať železné nástroje.

Fyzické údaje železa

Štát pri izbovej teplote (300 K) : Pevná
Vzhľad: kujný, ťažný, strieborný kov
Hustota : 7,870 g/cm3 (25 °C)
Hustota pri bode topenia: 6,98 g/cm3
Špecifická gravitácia : 7,874 (20 °C)
Bod topenia : 1811 K
Bod varu : 3133,35 K
Kritický bod : 9250 K pri 8750 baroch
Teplo fúzie: 14,9 kJ/mol
Teplo odparovania: 351 kJ/mol
Molárna tepelná kapacita : 25,1 J/mol.K
Špecifické teplo : 0,443 J/g·K (pri 20 °C)

Atómové údaje železa

Oxidačné stavy (Najčastejšie tučné písmo): +6, +5, +4, +3 , +2 , +1, 0, -1 a -2
Elektronegativita : 1,96 (pre oxidačný stav +3) a 1,83 (pre oxidačný stav +2)
Elektrónová afinita : 14 564 kJ/mol
Atómový polomer : 1,26 Á
Atómový objem : 7,1 cm3/mol
Iónový polomer : 64 (+3e) a 74 (+2e)
Kovalentný polomer : 1,24 Á
najprv Ionizačná energia : 762 465 kJ/mol
Druhá ionizačná energia : 1561,874 kJ/mol
Tretia ionizačná energia: 2957,466 kJ/mol

Železné jadrové údaje

Počet izotopy : Je známych 14 izotopov. Prirodzene sa vyskytujúce železo sa skladá zo štyroch izotopov.
Prírodné izotopy a % hojnosti : ⁵⁴Viera (5 845),⁵⁶Viera (91 754),⁵⁷Fe (2,119) a⁵⁸Viera (0,282)

Údaje o kryštáloch železa

Mriežková štruktúra: Cubic zameraný na telo
Mriežková konštanta: 2 870 Á
Teplota Debye : 460,00 K

Použitie železa

Železo je životne dôležité pre život rastlín a zvierat. Železo je aktívnou súčasťou molekuly hemoglobínu, ktorú naše telo používa na transport kyslíka z pľúc do zvyšku tela. Kov železa je široko legovaný s inými kovmi a uhlíkom na viaceré komerčné účely. Surové železo je zliatina obsahujúca asi 3 až 5 % uhlíka s rôznym množstvom Si, S, P a Mn. Surové železo je krehké, tvrdé a pomerne taviteľné a používa sa na výrobu iné zliatiny železa ,vrátane ocele. Tepané železo obsahuje len niekoľko desatín percent uhlíka a je kujné, húževnaté a menej taviteľné ako surové železo. Tepané železo má zvyčajne vláknitú štruktúru. Uhlíková oceľ je zliatina železa s uhlíkom a malým množstvom S, Si, Mn a P. Legované ocele sú uhlíkové ocele, ktoré obsahujú prísady ako chróm, nikel, vanád atď. Železo je najlacnejšie, najhojnejšie a najviac používané zo všetkých kovov.

Rôzne železné fakty

• Železo je 4. najviac hojný prvok v zemskej kôre. Predpokladá sa, že zemské jadro pozostáva predovšetkým zo železa.
• Čisté železo je chemicky reaktívne a rýchlo koroduje, najmä vo vlhkom vzduchu alebo pri zvýšených teplotách.
• Existujú štyri alotropy železa známe ako „ferity“. Tieto sú označené ako a-, β-, y- a 5- s prechodovými bodmi pri 770, 928 a 1530 °C. α- a β-ferity majú rovnakú kryštálovú štruktúru, ale keď sa z α-formy stane β-forma, magnetizmus zmizne.
• Najbežnejšou železnou rudou je hematit (Fe_dvaO₃väčšinou). Železo sa nachádza aj v magnetite (Fe₃O₄) a taconit (usadená hornina obsahujúca viac ako 15 % železa zmiešaného s kremeňom).
• Tri krajiny, ktoré ťažia železo, sú Ukrajina, Rusko a Čína. Čína, Austrália a Brazília vedú svet vo výrobe železa.
• Zistilo sa, že mnohé meteority obsahujú vysoké hladiny železa.
• Železo sa nachádza v slnku a iných hviezdach.
• Železo je základným minerálom pre zdravie, ale príliš veľa železa je extrémne toxické. Žehlička zadarmo v krvi reaguje s peroxidmi za vzniku voľných radikálov, ktoré poškodzujú DNA, bielkoviny, lipidy a iné bunkové zložky, čo vedie k chorobe a niekedy aj smrti. 20 miligramov železa na kilogram telesnej hmotnosti je toxických, zatiaľ čo 60 miligramov na kilogram je smrteľných.
• Železo je nevyhnutné pre rozvoj vývoja mozgu. Deti s nedostatkom železa vykazujú nižšiu schopnosť učiť sa.
• Železo horí zlatou farbou v skúške plameňom .
• Železo sa používa v ohňostrojoch na vytváranie iskier. Farba iskier bude závisieť od teploty žehličky.

Zdroje

• CRC Handbook of Chemistry & Physics (89. vydanie), Národný inštitút pre štandardy a technológie , História pôvodu chemických prvkov a ich objaviteľov, Norman E. Holden 2001.