元素的基本信息
元素符号:Fe
原子序数:26
中文名称及拼音:铁 tiě
英文名称:Iron
相对原子质量:55.845(2)
原子核外电子排布式:[Ar]3d64s2
重要的同位素及其天然丰度:54Fe 5.845(35)%,56Fe 91.754(36)%,
57Fe 2.119(10)%,58Fe 0.282(4)%
常见的同素异形体:α-Fe,β-Fe,γ-Fe,δ-Fe
地壳中的含量(mg·kg-1):5.63×104
海洋中的含量(mg·L-1):2×10-3
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):4.2
人体中含量占体重百分数(%):0.006
常见氧化态:0,+2,+3,+4,+6
元素电负性:1.83
原子半径(pm):126 (CN=12)
离子半径(pm):63(Fe2+,CN=4,HS),61(Fe2+,CN=6,LS),
78(Fe2+,CN=6,HS),92(Fe2+,CN=8,HS),
49(Fe3+,CN=4,HS),55(Fe3+,CN=6,LS),
64.5(Fe3+,CN=6,HS),78(Fe3+,CN=8),58.5(Fe4+,CN=6),
25(Fe6+,CN=4)
元素第一电离能(kJ·mol-1):762.47
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):14.569
单质的基本物理量
化学式:Fe
熔点(°C):1538
沸点(°C):2861
密度(g·cm-3):7.87
比热容298.15K(mol-1·K-1):25.1
熔化热(kJ·mol-1):13.81
汽化热(kJ·mol-1):
原子化焓(kJ·mol-1):415.5±1.3
单质的热力学数据
化学式:Fe
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s),416.3(g)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
—(s),370.7(g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
27.3(s),180.5(g)





元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿。
常见存在形式的化学式:Fe2O3,Fe3O4,FeCO3,2Fe2O3·3H2O
主要存在地:地核、大多数岩石和土壤。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
Fe2+ + 2e- ⇌ Fe -0.447
Fe3+ + 3e- ⇌ Fe -0.037
Fe3+ + e- ⇌ Fe2+ 0.771
2HFeO-4 + 8H+ + 6e- ⇌ Fe2O3 + 5H2O 2.09
HFeO-4 + 4H+ + 3e- ⇌ FeO(OH) + 2H2O 2.08
HFeO-4 + 7H+ + 3e- ⇌ Fe3+ + 4H2O 2.07
Fe2O3 + 4H+ + 2e- ⇌ 2Fe(OH)+ + H2O 0.16
[Fe(CN)6]3- + e- ⇌ [Fe(CN)6]4- 0.358
FeO2-4 + 8H+ + 3e- ⇌ Fe3+ + 4H2O 2.20
[Fe(bipy)2]3+ + e- ⇌ [Fe(bipy)2]2+ 0.78
[Fe(bipy)3]3+ + e- ⇌ [Fe(bipy)3]2+ 1.03
Fe(OH)3 + e- ⇌ Fe(OH)2 + OH- -0.56
[Fe(phen)3]3+ + e- ⇌ [Fe(phen)3]2+ 1.147
[Fe(phen)3]3+ + e- ⇌ [Fe(phen)3]2+(1mol·L-1H2SO4) 1.06

某些化合物沉淀Ksp:
金属离子 阴离子 Ksp
CO2-3 3.13×10-11
Fe2+ F- 2.36×10-6
OH- 4.87×10-17
S2- 6.3×10-18
AsO3-4 5.7×10-21
Fe3+ OH- 2.79×10-39
PO3-4 9.91×10-16


某些配位化合物K:
金属离子 配体 log K1 log K2 log K3 log K4 log K5 log K6
NH3 1.4 2.2
Br- -0.30 -0.50
Cl- 0.36
CN- 35
Fe2+ OH- 5.56 9.77 9.67 8.58
phen 5.85 11.45 21.3
C2O2-4 2.9 4.52 5.22
en 4.34 7.65 9.70
edta 14.33
Cl- 1.48 2.13 1.99 0.01
CN- 42
F- 5.28 9.30 12.06
OH- 11.87 21.17 29.67
I- 1.88
Fe3+ NO-3 1.0
SO2-4 2.03 2.98
SCN- 2.95 3.36
S2O2-3 2.10
phen 6.5 11.4 23.5
C2O2-4 9.4 16.2 20.2
edta 24.23

元素发现简史
发现时间、发现者:

未知

命名时间、命名者:

未知

命名的意思:

源于盎格鲁撒克逊语iren。元素符号源于拉丁语名称ferrum。

发现简史:

人类最早发现的铁是从天上落下的陨石。在埃及发现的铁器可追溯到公元前3500年左右,其中含有7.5%左右的镍,这表明它们来自于外太空的陨石。我国在商代遗址中出土的铁刃铜钺和铁援铜戈也是陨铁锻成的。大约在公元前1500年左右,埃及、美索不达美亚开始有了炼铁业。几百年后,希腊、小亚细亚也相继出现了炼铁业。我国古代人们开始使用铁可以追溯到公元前六世纪的春秋时代。春秋墓中出土的铁丸、铁条和战国灰坑中出土的铁锛是我国最早的生铁工具。现伫立在河北省沧县开元寺前的五代后周时期铸造的铁狮子是我国现存最古老最大的铁铸艺术品。印度德里至今仍然矗立着一根可以追溯到公元400年左右的著名铁柱。这个实心柱是铸铁制成的,高7.5米,直径40厘米。尽管自安装以来一直暴露在恶劣的天气中,但铁柱受腐蚀程度很小。

1722年,René Antoine Ferchault de Réaumur写了一本关于铁的书,首次区分了各种类型的铁,如钢、熟铁和铸铁的区别在于它们含碳量的不同。从工业革命开始,铁被广泛地用于建筑、运输、机械、电力等各种工业和生活用器具等制造中,成为与人们最密切相关的元素。

参考文献
[1] [2019-07-03]. http://www.rsc.org/periodic-table/history.
[2] [2019-07-03]. http://education.jlab.org/itselemental.
[3] [2019-07-03]. https://www.webelements.com/hydrogen/history.html.
[4] 凌永乐. 化学元素的发现. 3版. 北京:商务印书馆,2009.