铁（Fe）元素

化学元素铁被列为过渡金属。它自古以来就为人所知。它的发现者和发现日期不详。

属性	描述
英文名	Iron
分类	铁是过渡金属
颜色	银灰
原子量	55.847
状态	固态
熔点	1535.1 ℃, 1808.2 K
沸点	2750 ℃, 3023 K
电子数	26
质子数	26
最丰富的同位素中的中子	30
电子层	2,8,14,2
电子构型	[Ar] 3d6 4s2
密度 @ 20℃	7.87 g/cm3

铁的发现

铁自古以来就为人所知。

人类最早使用的铁可能来自陨石。

大多数从太空落到地球上的物体都是石质的，但有一小部分，是含铁量超过90%的“铁陨石”。

铁很容易腐蚀，所以古代的铁制品比金银制品要稀有得多。这使得追踪铁的历史比追踪活性较低的金属要困难。

人们已经发现了大约公元前5000年由陨石铁制成的手工艺品(也有大约7000年的历史)——例如埃及坟墓中的铁珠。

在美索不达米亚(伊拉克)，有证据表明大约公元前5000年人们就开始熔炼铁。

铁器时代大约开始于公元前1300-1200年，那时铁变得足够便宜，可以取代青铜。

起初，向铁中添加碳来炼钢可能是偶然的——熔融的铁和木炭从熔炼火中混合在一起。这可能发生在公元前1000年。

在此之前，没有什么技术原因让青铜时代让位给铁器时代；在铁完全优于青铜之前，需要通过加碳(炼钢)和冷加工来改善铁的技术。

在大约公元前3000年的埃及和美索不达米亚发现了由熔化铁制成的手工艺品。

在那个时代，铁是仪式用的金属；铁太贵了，不能用于日常生活。亚述文字告诉我们铁的价值是黄金的八倍。

铁在罗马时代被广泛使用。在一世纪，老普林尼(Pliny the Elder)曾说过：“我们靠铁来建造房屋、劈开岩石，以及在生活中做许多其他有用的事情。”

化学符号Fe的起源来自拉丁词“ferrum”，意思是铁。iron这个词本身来源于盎格鲁-撒克逊语中的“iren”。

关于铁的有趣事实

据信，地球质量的三分之一是铁，其中大部分位于地球深处的地核。
地球上有足够的铁来制造三个新行星，每一个都和火星的质量相同。
据信，地球深处的液态铁的循环产生了产生地球磁场的电流。
铁对人类大脑发育至关重要。儿童缺铁会导致学习能力受损等问题。
在古代，人们不知道地球上的铁有多丰富。他们唯一的金属铁来源是陨石。从亚述文字中我们得知铁的价值是黄金的八倍。除了稀有之外，铁也很受欢迎，因为它来自天空，被认为是神的礼物：古埃及人称它为“ba-ne-pe”，意思是“天堂的金属”。与天堂的联系在金字塔文本中得到了加强，例如，翻译为：“我的骨头是铁的，我的四肢是不朽的星星。”
铁是发现的第一种磁性金属。古代的航海家使用磁石，因为它们可以用作罗盘，指向地磁北极；这是古希腊哲学家米利都的泰勒斯在公元前600年描述的。磁石是由磁铁矿制成的，磁铁矿是铁的一种天然氧化物。磁铁矿的分子式是FeO.Fe2O3。
有些动物有第六感——磁感应。在很多动物身上都发现了磁铁矿，包括蜜蜂、信鸽和海豚。这些动物对地球磁场很敏感，这有助于它们导航。
纳米比亚的霍巴陨石是世界上最大的天然铁块，重达60多吨。它由82 – 83%的铁，16 – 17%的镍，约1%的钴和非常微量的其他元素组成。霍巴陨石是迄今为止发现的最大的单个陨石。
铁是铁磁。铁磁性是磁性最强的一种。其他常见的铁磁性金属有镍和钴。
用铁、镍或钴与稀土金属结合使用可以制成强力磁铁。NIB磁铁(钕-铁-硼)是在1980年代早期发明的。它们是一种合金，比例为Nd2Fe14B。它们被用于电脑、手机、医疗设备、玩具、马达、风力涡轮机和音频系统。

外观和特性

危害:

铁被认为是无毒的。

特点:

铁是一种球墨状、灰色、相对柔软的金属，是热和电的适度良导体。

它被磁体吸引，很容易磁化。

纯金属的化学反应性很强，在潮湿的空气中很容易生锈，形成红褐色的氧化物。

铁有三种同素异形体，分别是α、γ和β。

铁，也被称为铁素体，是铁在正常温度下的稳定形式。

铁的使用

铁是所有金属中最便宜和最重要的——重要的意义在于铁是最普遍使用的金属，占世界金属产量的95%。

铁被用来制造钢和其他在建筑和制造业中很重要的合金。

铁在生物体的运作中也是至关重要的，它通过血红蛋白分子将氧气输送到血液中。

铁的同位素及丰度

地壳的丰度:按重量的5.6%，按摩尔的2.1%

丰度太阳系:按重量为1000ppb，按摩尔为30ppb

成本，纯：7.2美元每100克

成本，批量：每100克0.02美元

来源:铁在自然界中并不是游离的，而是存在于铁矿中，如赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)和膨润土中。商业上，铁是在2000℃左右的熔炉中通过赤铁矿或磁铁矿的碳还原来生产的。

同位素：铁有24种同位素，其半衰期已知，质量数为46至69。天然存在的铁是四种同位素的混合物，它们的百分比如下：54Fe (5.8%)， 56Fe (91.8%)， 57Fe(2.1%)和58Fe(0.3%)。

参考

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