|
|
|
|
|
Símbol: Fe |
Nombre atòmic: 26 |
|
|
Ferro |
Hierro |
Iron |
Fer |
Grup: 8 |
Període: 4 |
|
|
Família: metalls
de transició |
Configuració electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d6 4s2 |
|||||
|
Generalitats |
|||||
|
Descobridor/s: és un
element conegut des de la prehistòria, per tant, no se sap qui el va
descobrir. |
Nacionalitat: a tot el
món |
Any: és conegut
de de la prehistòria però es pensa que es coneix més o
menys des de l’any 4000 a.C. |
|||
|
Origen del nom: Possiblement
la paraula ferro derivi de paraules anteriors amb el significat de
“metall sagrat” perquè s’utilitzava per a fer les
espases que s’usaven en les Croades. El símbol Fe, prové
de la paraula llatina “ferrum” |
Una mica d’història: Encara que el ferro no es troba habitualment lliure en la
Naturalesa (només en alguns petits jaciments a Groenlàndia i en
els meteorits), és un dels metalls que es coneix des de la
prehistòria, en la qual s'usava per a fabricar armes i utensilis
decoratius a causa de la gran abundància dels minerals que el contenen
i a la facilitat amb què aquests poden reduir-se amb carbó. Les
mostres més antigues que es coneixen, són un grup de comptes de
ferro oxidat que van ser trobades a Egipte, que daten aproximadament de l'any
4000 A. de C. Es coneix amb el nom d'edat del ferro al període en el
qual es van començar a utilitzar utensilis i armes d'aquest metall.
Aquest període va començar a Àsia Menor sobre el segle
XIV a. de C. i a Europa, en la regió del Danubi, aproximadament en el
segle X a. de C. Els començaments del processament modern del ferro
poden situar-se a Europa central a mitjan segle XIV. |
||||
|
Estat natural: Es troba en els meteorits, coneguts com siderites, generalment
aliat amb el níquel. El mineral principal de ferro és la hematites, òxid de
ferro Fe2O3, que es troba en mines als Estats Units en
Minnesota, Michigan, i Wisconsin. Altres minerals importants són
magnetita, siderita i limonita. La pirita, sulfur de ferro, no es processa
com mineral de ferro perquè és massa difícil treure el
sofre. El nucli de la Terra es
compon en gran part de ferro. |
Estructura cristal·lina: Cúbica centrada a les cares |
a = b = c Tots els angles rectes |
|||
|
Abundància
a l’ésser humà: 6·104 ppb (parts per
bilió) en pes. |
Abundància
a la Terra: Ocupa el 4t lloc en la classificació dels elements
més abundants en l’escorça terrestre. |
Abundància
al Sistema Solar: 11·105 ppb (parts per
bilió) en pes. |
|||
|
Propietats |
||||||||
|
Físiques |
Massa
atòmica (u) |
Densitat
(kg/m3) |
Duresa
(escala de Mohs) |
Volum
atòmic (cm3/mol) |
||||
|
55,845 |
7874 |
4,5 |
7,1 |
|||||
|
Tèrmiques |
Estat
d’agregació a 298 K |
Punt de
fusió (K) |
Punt
d’ebullició (K) |
|
||||
|
Sòlid |
1808 |
3023 |
|
|||||
|
Radis |
Radi
atòmic (Å) |
Radi
iònic (Å) |
Radi
covalent (Å) |
|
||||
|
1,26 |
0,76 (Fe+2 ) |
1,17 |
|
|||||
|
Ionització |
Afinitat
electrònica (KJ/mol) |
1a
energia ionització (KJ/mol) |
2a
energia ionització (KJ/mol) |
3a
energia ionització (KJ/mol) |
Estats
d’oxidació |
|||
|
15,7 |
759,3 |
1561,1 |
2957,3 |
-2, -1, +1, +2,
+3, +4, +5, +6 |
||||
|
Elèctriques |
Conductivitat
elèctrica (mOhm.cm)-1 |
Electròniques |
Electronegativitat
(Pauling) |
Polaritzabilitat
(Å3) |
|
|||
|
103,0 |
1,83 |
8,4 |
|
|||||
|
Termodinàmiques |
Calor
d’atomització (KJ/mol d’àtoms) |
Calor de
fusió (KJ/mol) |
Calor de
vaporització (KJ/mol) |
Calor
específica (J/kg K) |
Conductivitat
tèrmica (J/m s ºC) |
|||
|
418,0 |
14,9 |
351,0 |
459,80 |
72,80 |
||||
|
Altres |
Potencial
normal de reducció (v) |
Caràcter
metàl·lic |
Precaucions: Les pólvores del metall són un
perill de foc. Tots els compostos de ferro
s’haurien de veure com tòxics. La carència de ferro
provoca anèmia, però el ferro sobrant al cos provoca danys al
fetge i ronyó. Es sospita que alguns compostos de
ferro són carcinògens. |
|||||
|
-0,04 V Fe3+/ Fe (solució àcida) |
Metall |
|||||||
|
Característiques: |
|
|||||||
|
El ferro pur és un metall
gris platejat, bon conductor de l'electricitat, tou, dúctil i maleable
a temperatura ordinària, que es torna plàstic per sobre dels
790ºC. El ferro es magnetitza fàcilment a temperatura
ordinària; és difícil de magnetizar en calent i sobre
els 790ºC la propietat magnètica desapareix. El metall existeix en tres formes
diferents: ordinari, o α-ferro (ferro alfa) d'estructura cúbica
centrada en el cos, γ-ferro (ferro-gamma) d'estructura cúbica
centrada en les cares i d-ferro (ferro-delta) d'estructura similar a la forma
alfa i de propietats també semblants. La transició des de
α-ferro a γ-ferro es produeix al voltant dels 910ºC, i la
transició des de γ-ferro a δ-ferro es produeix al voltant
dels 1.400ºC. Les propietats físiques diferents de totes les
formes alotrópiques i el seu diferent comportament per a addicionar el
carboni juguen un important paper en la formació, l'enduriment i
temperant d'acer. Els compostos de ferro són essencials per a la vida, per exemple hi ha un àtom de ferro en l’hemoglobina, responsable del transport de la sang pel corrent sanguini. |
||||||||
|
Isòtops |
||||||
|
Isòtop |
Protons |
Neutrons |
Símbol |
Vida mitjana |
Abundància(%) |
Altres |
|
Ferro-52 |
26 |
26 |
52Fe |
8,28
hores |
0,00 |
Radioactiu |
|
Ferro-53 |
26 |
27 |
53Fe |
8,51
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Ferro-54 |
26 |
28 |
54Fe |
Estable |
5,845 |
|
|
Ferro-55 |
26 |
29 |
55Fe |
2,73
anys |
0,00 |
Radioactiu |
|
Ferro-56 |
26 |
30 |
56Fe |
Estable |
91,754 |
|
|
Ferro-57 |
26 |
31 |
57Fe |
Estable |
2,119 |
|
|
Ferro-58 |
26 |
32 |
58Fe |
Estable |
0,282 |
|
|
Ferro-59 |
26 |
33 |
59Fe |
45,51
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Ferro-60 |
26 |
34 |
60Fe |
1,5·106
anys |
0,00 |
Radioactiu |
|
Ferro-61 |
26 |
35 |
61Fe |
6
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Ferro-62 |
26 |
36 |
62Fe |
68 segons |
0,00 |
Radioactiu |
|
Reactivitat |
|
|
Descripció |
És un metall actiu. Es
combina amb els halògens en excés, sofre, fòsfor,
carboni i silici. Amb els halògens forma halurs de ferro (III): 2Fe (s) + 3F2 (g) à 2FeF3 (s) de color blanc
2Fe
(s) + 3Cl2 (g) à 2FeCl3 (s) de color marró fosc
2Fe (s) + 3Br2 (l) à 2FeBr3 (s) de color marró
vermellós La mateixa reacció amb iode no té lloc per problemes termodinàmics; el ferro és massa oxidant i el iode massa reductor. La reacció directe entre el ferro i el iode dóna FeI2: Fe (s) + I2 (s) |