Mn
Co
26Fe55.845
Wikimedia Commons
Глибоко під нашими ногами ховається розплавлене серце Землі. Воно майже повністю складається із заліза. Саме цей метал створює магнітне поле планети, яке захищає нас від космічного випромінювання. Без заліза в ядрі Землі життя тут було б неможливим.
Але залізо важливе не лише для планети. У крові кожної людини є гемоглобін — білок із атомами заліза. Він захоплює кисень у легенях і розносить по всьому тілу. Кожен вдих працює завдяки залізу. А ще з нього роблять сталь — матеріал, на якому тримається вся сучасна цивілізація.
Залізо люди використовують уже понад 3 000 років. Залізний вік змінив усе: зброю, землеробство, будівництво. Сьогодні 90% усіх металів, що виробляються у світі — це сплави заліза. Сталь і чавун є всюди: у хмарочосах, мостах, кораблях, автомобілях.
Сучасна металургія виплавляє понад 1,8 мільярда тонн сталі щороку. Найбільші виробники — Китай, Індія та Японія. А в Україні Криворізький залізорудний басейн — один із найбільших у світі.
26
Атомний номер
55.845u
Атомна маса
[Ar] 3d6 4s2
e-конфігурація
1.83
Електронег.
залізощо таке залізовластивості залізаде використовується залізозалізо елементFe
Властивості
Фізичні властивості
1811 K
1538°C
Температура плавлення
3134 K
2861°C
Температура кипіння
7.87
g/cm³
Густина
1.83
Pauling
Електронегативність
Атомна структура
Група
8
Період
4
Блок
D
Електронна конфігурація
[Ar] 3d6 4s2
Модель Бора
K=2L=8M=14N=2
Додаткові властивості
Структура
Кристалічна структура
об'ємноцентрована кубічна (α-Fe)
Магнітне впорядкування
феромагнетик
Твердість (Моос)
4
Модуль об'ємної пружності
170GPa
Модуль зсуву
82GPa
Коефіцієнт Пуассона
0.29
Твердість Брінелля
490MPa
Твердість Віккерса
608MPa
Фізичні властивості
Теплопровідність
80.4W/(m·K)
Питомий опір
96.1nΩ·m
Швидкість звуку
5120m/s
Модуль Юнга
211GPa
Питома теплоємність
0.449J/(g·K)
Теплота плавлення
13.81kJ/mol
Теплота випаровування
340kJ/mol
Спорідненість до електрона
15.7kJ/mol
Молярний об'єм
7.09cm³/mol
Атомні властивості
Атомний радіус
126pm
Ковалентний радіус
132pm
Радіус Ван-дер-Ваальса
156pm
Перша енергія іонізації
762.5kJ/mol
Поширеність
Поширеність на Землі
5.0%
Поширеність у Всесвіті
0.11%
Поширеність в океані
0.0000030%
У тілі людини
0.006%
Загальні
Атомний номер26
Атомна маса55.8450u
Група8
Період4
БлокD
Стандартний станТверде тіло
Фізичні властивості
Густина7.874g/cm³
Температура плавлення1811.00 K (1538°C)
Температура кипіння3134.00 K (2861°C)
Швидкість звуку5120m/s
Модуль Юнга211GPa
Твердість (Моос)4
Молярний об'єм7.09cm³/mol
Модуль об'ємної пружності170GPa
Модуль зсуву82GPa
Коефіцієнт Пуассона0.29
Твердість Брінелля490MPa
Твердість Віккерса608MPa
Термічні властивості
Теплопровідність80.4W/(m·K)
Питома теплоємність0.449J/(g·K)
Теплота плавлення13.81kJ/mol
Теплота випаровування340kJ/mol
Атомні властивості
Електронна конфігурація[Ar] 3d6 4s2
Електронегативність1.83Pauling
Атомний радіус126pm
Ковалентний радіус132pm
Радіус Ван-дер-Ваальса156pm
Електромагнітні
Перша енергія іонізації762.5kJ/mol
Спорідненість до електрона15.7kJ/mol
Питомий опір96.1nΩ·m
Кристалічна структураоб'ємноцентрована кубічна (α-Fe)
Магнітне впорядкуванняферомагнетик
Поширеність
Поширеність на Землі5.0%
Поширеність у Всесвіті0.11%
Поширеність в океані0.0000030%
У тілі людини0.006%
Цифри та порівняння
32%
маси Землі
Залізо — найпоширеніший елемент нашої планети за масою. Його більше, ніж кисню чи кремнію
1 538 °C
температура плавлення
Удесятеро гарячіше за духовку. Але для промисловості це ідеально — залізо плавиться легше за вольфрам
5 120 м/с
швидкість звуку
Звук у залізі поширюється в 15 разів швидше, ніж у повітрі (343 м/с)
1,8 млрд т
сталі на рік
Стільки сталі виплавляє людство щороку. Це вага 250 пірамід Хеопса
Застосування
🏗️
Будівництво: сталева арматура та балки тримають хмарочоси, мости й тунелі — без них сучасні міста не існували б
🔩
Транспорт: кузови автомобілів, залізничні рейки, корпуси кораблів — усе це сталь, сплав на основі заліза
⚡
Енергетика: осердя трансформаторів і генераторів роблять із заліза, бо воно чудово проводить магнітне поле
🩺
Медицина: залізо у складі гемоглобіну переносить кисень; залізовмісні препарати лікують анемію у мільйонів людей
🔩
Машинобудування: двигуни, верстати, підшипники — чавун і сталь витримують тиск, тертя та високі температури
🔬
Побут: чавунні сковорідки, ножі, цвяхи, ключі — найзвичніші речі навколо зроблені із залізних сплавів
🌱
Хімічна промисловість: залізні каталізатори прискорюють синтез аміаку (процес Габера) для виробництва добрив
🚀
Космос: метеорити з залізо-нікелевого сплаву падають на Землю — вони є зразками речовини з ранньої Сонячної системи
Де знайти в побуті
Чавунна сковорідка
Чавун — це залізо з вуглецем. Він рівномірно тримає жар і служить десятиліттями
Цвяхи та шурупи
Більшість кріплень у будинку — зі сталі. Без заліза не зібрати навіть полицю
Ножі та ножиці
Леза роблять із загартованої сталі — сплаву заліза з хромом і вуглецем
Батарея опалення
Чавунні та сталеві радіатори гріють оселі. Залізо добре передає тепло у кімнату
Магніт на холодильнику
Магніти чіпляються до дверцят, бо корпус холодильника сталевий — а сталь містить залізо
Безпека та попередження
Металеве залізо безпечне для дотику і не токсичне. Але дрібний залізний пил легко займається і може вибухнути в закритому приміщенні. Іржа (оксид заліза) сама по собі нешкідлива, проте на поверхні іржавих предметів часто живуть бактерії, зокрема збудник правця. Надлишок заліза в організмі (гемохроматоз) пошкоджує печінку та серце. Добова норма для дорослих — 8–18 мг.
Небезпечно
Цікаві факти
Ядро Землі на 85% складається із заліза. Це розплавлена куля діаметром 2 440 км — майже як Марс.
У тілі дорослої людини є 3–4 грами заліза. Цього вистачило б на один невеликий цвях. Але без цих грамів кров не змогла б переносити кисень.
Залізо — останній елемент, який народжується всередині зірок. Щоб створити щось важче, потрібен вибух наднової.
Стародавні єгиптяни називали залізо «металом неба». Перші залізні вироби робили з метеоритів задовго до винаходу плавки.
Залізо — один із лише трьох металів, які можна намагнітити (разом із кобальтом і нікелем). Саме тому магніти чіпляються до холодильника.
Щороку у світі виплавляють понад 1,8 мільярда тонн сталі. Це більш ніж 90% усього металу, що виробляє людство.