حديد

الحديد هو عنصر كيميائي وفلزي، وهو أحد أقدم المعادن اكتشافا. رمزه Fe (من اللاتينية :ferrum) وعدده الذري (26) يقع بالمجموعة الثامنة والدورة الرابعة من الجدول الدوري.

كوبالتحديدمنغنيز
-

Fe

Ru
26Fe
المظهر
رمادي فلزي


الخطوط الطيفية للحديد
الخواص العامة
الاسم، العدد، الرمز حديد، 26، Fe
تصنيف العنصر فلز انتقالي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 8، 4، d
الكتلة الذرية 55.845 غ·مول−1
توزيع إلكتروني Ar]; 3d6 4s2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 8, 14, 2 (صورة)
الخواص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) 7.874 غ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 6.98 غ·سم−3
نقطة الانصهار 1811 ك، 1538 °س، 2800 °ف
نقطة الغليان 3134 ك، 2862 °س، 5182 °ف
حرارة الانصهار 13.81 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر 340 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (عند 25 °س) 25.10 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
ض (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو
عند د.ح. (كلفن) 1728 1890 2091 2346 2679 3132
الخواص الذرية
الكهرسلبية 1.83 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 762.5 كيلوجول·مول−1
الثاني: 1561.9 كيلوجول·مول−1
الثالث: 2957 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري 126 بيكومتر
نصف قطر تساهمي (لف مغزلي منخفض) 132±3،

(لف مغزلي مرتفع) 152±6 بيكومتر

خواص أخرى
البنية البلورية مكعب مركزي الجسم
المغناطيسية مغناطيسية حديدية
1043 كلفن
مقاومة كهربائية 96.1 نانوأوم·متر (20 °س)
الناقلية الحرارية 80.4 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 11.8 ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) (درجة حرارة الغرفة) 5120 متر·ثانية−1
معامل يونغ 211 غيغاباسكال
معامل القص 82 غيغاباسكال
معامل الحجم 170 غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.29
صلادة موس 4
صلادة فيكرز 608 ميغاباسكال
صلادة برينل 490 ميغاباسكال
رقم CAS 7439-89-6
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر الحديد
النظائر الوفرة الطبيعية عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال MeV ناتج الاضمحلال
54Fe 5.8% >3.1×1022 سنة ? 54Cr
55Fe مصطنع 2.73 سنة ε 0.231 55Mn
56Fe 91.72% 56Fe هو نظير مستقر وله 30 نيوترون
57Fe 2.2% 57Fe هو نظير مستقر وله 31 نيوترون
58Fe 0.28% 58Fe هو نظير مستقر وله 32 نيوترون
59Fe مصطنع 44.503 يوم β 1.565 59Co
60Fe مصطنع 2.6×106 سنة β 3.978 60Co

هو ضروري لحياة الإنسان والحيوان كونه يدخل في تركيب خضاب الدم، وكذلك لحياة النباتات كونه أحد العناصر الضرورية لتكوين الكلوروفيل، ويدخل في كل شيء تقريبًا.

هو رابع العناصر تواجدًا في القشرة الأرضية، غالباً ما يتواجد في الطبيعة في صورة أكاسيد. في هيئته العنصرية هو فلز قابل للطرق والسحب. ويعتبر الحديد وسبائكه أكثر المواد المعدنية استخدامًا على الإطلاق. كما يُعتبر الحديد أكثر العناصر الكيميائية استقرارًا على الإطلاق بسبب توازن القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية داخل نواة الذرة، فالعناصر الأخفّ وزنًا يمكنها من خلال الاندماج النووي - والعناصر الأثقل وزنًا من خلال الانشطار النووي - أن يصبحوا أقرب في صفاتهم للحديد. تحتوي النيازك الساقطة على الأرض على كميات من الحديد قد تصل إلى 90% من كتلة النيازك أو الشهب.

الحديد في الأصل فضي اللون، إلا أنه يتأكسد في الهواء. ويعد الحديد أقوى الفلزات على الإطلاق وأكثرها أهمية للأغراض الهندسية شرط حمايته من الصدأ (أي التفاعل مع الأكسجين). وهناك عدة طرق لحماية الحديد من الصدأ وأبسطها على الإطلاق منع تماس الأكسجين أو الرطوبة عن الحديد وذلك بتغليف الحديد بمادة عازلة مثل استخدام الأصباغ أو عوازل PVC مثلاً. ومن أفضل الطرق المستخدمة لحمايته هي استخدام نظام الحماية الكاثودية لحماية الحديد من الصدأ والتآكل.

الحديد في حالته النقية أكثر ليونة من الألومنيوم، وتزداد صلادته بإضافة بعض العناصر السبائكية كالكربون بنسب معينة، فيتكون سبيكة الصلب، وهي أقوى ألف مرة من الحديد النقي. يتراوح تكافؤ الحديد بين (2-) و(6+)، إلا أنه في أشهر حالاته يكون تكافؤه (2+) أو (3+).

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.