鐵的物理化學性質

鐵的物理化學性質

　　鐵是一種化學元素，它的化學符號是Fe，原子序數是26，在化學元素周期表中位于第4周期、第VIII族，是鐵系元素的代表。接下來學習啦小編為你整理了鐵的物理化學性質，一起來看看吧。

　　鐵的物理性質

　　同素異形體：鐵有多種同素異形體，如鐵、鐵、鐵、鐵等。

　　電子層分布：2-8-14-2 。

　　晶胞：為體心立方，每個晶胞含有2個金屬原子。晶胞參數：a = 286.65 pm b = 286.65 pm c = 286.65 pm α = 90° β = 90° γ = 90° 。

　　外觀：鐵是有光澤的銀白色金屬，硬而有延展性。

　　熔點：1535℃

　　沸點：3000℃。

　　物理性能：有很強的鐵磁性，并有良好的可塑性和導熱性。聲音在其中的傳播速率：512 m/s。

　　鐵的化學性質

　　元素屬性

　　鐵的元素符號為Fe，原子序數26，相對原子質量55.847。

　　活性

　　鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表里排在氫的前面。

　　常溫時，鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質起反應，在高溫時，則劇烈反應。鐵在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，赤熱的鐵和水蒸氣起反應也生成Fe3O4。鐵易溶于稀的無機酸和濃鹽酸中，生成二價鐵鹽，并放出氫氣。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面生成一層氧化物保護膜，使鐵“鈍化”，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。

　　化合價

　　鐵是一變價元素，常見價態為+2和+3。鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應時失去兩個電子，成為+2價。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應，則被氧化成Fe3+ 。鐵與氧氣或水蒸氣反應生成的Fe3O4，可以看成是FeO·Fe2O3，其中有1/3的Fe為+2價，另2/3為+3價。鐵的+3價化合物較為穩定。

　　化合物

　　主要有兩大類：亞鐵Fe(Ⅱ)和正鐵Fe(Ⅲ)化合物，亞鐵化合物有氧化亞鐵、氯化亞鐵、硫酸亞鐵、氫氧化亞鐵等;正鐵化合物有三氧化二鐵、三氯化鐵、硫酸鐵、氫氧化鐵等。如在亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]·3H2O和鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]中。鐵與環戊二烯的化合物二茂鐵，是一種具有夾心結構的金屬有機化合物。

　　氧化態

　　鐵的電子構型為(Ar)3d64s2，氧化態有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的最重要的氧化態是+2和+3。二價鐵離子呈淡綠色，在堿性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經橙色變到棕色。二價和三價鐵均易與無機或有機配位體形成穩定的配位化合物，如Phen為菲羅林，配位數通常為6。零價鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發性，蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價態的化合物，但在水溶液中只有+6價的。

　　鐵為強還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應速率增高： 3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2

　　鐵在干燥空氣中很難與氧發生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子，如：CuSO4+Fe→FeSO4+Cu

　　鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價鐵離子并放出氫氣;在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨：

　　Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑ 4Fe+10HNO3 →4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O

　　鐵溶于熱的或較濃的硝酸中，生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在濃硝酸或冷的濃硫酸中，鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化。鐵與氯在加熱時反應劇烈。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合，但與氨作用，形成氮化鐵Fe2N。