Željezo

Željezo
[Ar] 3d64s2 26Fe                                                                                                                                                                                                                                 ↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →                                                             Periodni sistem elemenata
Općenito
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Željezo, Fe, 26
Serija	Prijelazni metali
Grupa, Perioda, Blok	8, 4, d
Izgled	metalnog sjaja sa sivim nijansama
Zastupljenost	4,7 %
Atomske osobine
Atomska masa	55,845 u
Atomski radijus (izračunat)	140 (156) pm
Kovalentni radijus	125 pm
Van der Waalsov radijus	- pm
Elektronska konfiguracija	[Ar] 3d64s2
Broj elektrona u energetskom nivou	2, 8, 14, 2
Izlazna energija	4,31 − 4,5 eV
1. energija ionizacije	762,5 kJ/mol
2. energija ionizacije	1561,9 kJ/mol
3. energija ionizacije	2957 kJ/mol
4. energija ionizacije	5290 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	čvrsto
Mohsova skala tvrdoće	4,0
Struktura kristala	kubična prostorno centrirana
Gustoća	7874 kg/m3
Magnetizam	feromagnetičan
Tačka topljenja	1808 K (1535 °C)
Tačka ključanja	3023 K (2750 °C)
Molarni volumen	7,09 · 10−6 m3/mol
Toplota isparavanja	349,6 kJ/mol
Toplota topljenja	13,8 kJ/mol
Pritisak pare	7,05 Pa kod 1808 K
Brzina zvuka	5900 m/s (longitudinalno) 3200 (transverzalno) m/s kod 293,15 K
Specifična toplota	452 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost	9,93 · 106 S/m
Toplotna provodljivost	80,2 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	2, 3, 4, 6
Elektrodni potencijal	−0,447 V (Fe2+ + 2e− → Fe)
Elektronegativnost	1,83 (Pauling-skala)
Izotopi
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja Prah F Lako zapaljivo
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: 11 (prah) S: 53-45-60-61 (prah)
Ukoliko je moguće i u upotrebi, koriste se SI osnovne jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci su podaci dobiveni mjerenjima u normalnim uslovima.

Željezo (Fe, latinski ferrum) je metal VIIIB grupe.

Ima 16 izotopa čije se atomske mase nalaze između 49 - 63. Postojani izotopi su: 54, 56, 57 i 58. Najzastupljeniji je izotop 56 (91%). Željezo je bilo poznato još prvobitnim civilizacijama.

Zastupljenost i jedinjenja

Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 0,41% u obliku slijedećih minerala: crvenog hematita (Fe₂O₃), crnog magnezita (Fe₃O₄), siderita (FeCO₃), limonita, halkopirita, pirita, arsenopirita. Osim ovih minerala veliki tehnološki značaj imaju karboniklova kompleksna jedinjenja željeza koja se dobijaju iz hlorida željeza. Ta jedinjenja su katalizatori brojnih organskih reakcija.

Biološki značaj

Željezo je neophodno za očuvanje zdravlja. Atom željeza se nalazi u mnogim enzimima: hemoglobinu, mioglobinu ... Potrebe za željezom se razlikuju u zavisnosti od starosti, težine, pola, zdravlja minimalne količine koje je potrebno dnevno unijeti kreću se u širokim okvirima. Kod odraslih osoba od 10 miligrama dnevno do 20 kod žena, dok je za vrijeme dojenja potrebno 30. Iako čovjekov organizam ima solidne mehanizme za regulaciju količine željeza, u nekim situacijama može doći do oboljenja hemohromatoze. To oboljenje se javlja usljed prevelike doze željeza u organizmu. Velike količine željeza (II) su otrovne. Soli željeza (III) su bezopasne, zato što ih organizam ne apsorbuje.

Pravilna koncentracija željeza u krvi:

• srednja vrednost
  • muškarci 21,8 mikro mol po litru, 120 mikro grama po decilitru
  • žene 18,5 mikro mol po litru, 100 mikro grama po decilitru
• minimalne i maksimalne koncentracije:
  • muškarci 17,7 - 35,9 mikro mol po litru, 90 - 200 mikro grama po decilitru
  • žene 11,1 - 30,1 mikro mol po litru, 60 - 170 mikro grama po decilitru

Osobine

Čisto željezo je sjajan, srebrnast, mekan metal koji veoma lako podleže koroziji. Vijekovima se koristi u obliku legura kao što su čelik, legure sa manganom, hromom, molibdenom, vanadijumom i mnogim drugim elementima.

Alotropske modifikacije

Željezo se javlja u 3 alotropske modifikacije:

• željezo α
• željezo γ
• željezo δ

Samo alotropska modifikacija α posjeduje feromagnetične osobine i to do 768 °C (Kirijeva tačka). Željezo α u alotropsku modifikaciju željeza γ prelazi na temperaturi od 900 °C pri hlađenju ili 911 °C pri zagrijavanju. Željezo γ u željezo δ prelazi pri temperaturi od 1392 °C.

Biološka uloga

Struktura Heme b

Željezo je esencijalno za gotovo sve poznate organizme. U ćelijama, željezo se, općenito, čuva u centrima metaloproteina, zato što "slobodno" željezo (koje se nespecifično veže sa mnoge ćelijske komponente) može biti katalizator proizvodnji toksičnih slobodnih radikala. Nedostatak željeza može dovesti do anemije.

Također pogledajte

• El Mutún u Boliviji, gdje se nalazi 20% svjetskih zaliha željeza i magnezijuma.
• Željezno doba
• Oplodnja željezom - oplodnja okeana željezom, čime se stimuliše fitoplanktonski rast.
• Željezo (metafora)
• Željezo u mitologiji
• Spisak država po proizvodnji željeza
• Peletizacija - proces stvaranje peleta željezne rude.
• Željezo otporno na hrđu
• Zgrada Chriastiana Spechta - hijstorijska građevina u Omahi, Nebraska izgrađena sa željeznom fasadom.