Faits sur le fer

Propriétés chimiques et physiques du fer

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Faits de base du fer :

Symbole : Foi
Numéro atomique : 26
Poids atomique : 55 847
Classement des éléments : Métal de transition
Numero CAS: 7439-89-6

Emplacement du tableau périodique du fer

Groupe: 8
Période : 4
Bloquer : ré

Configuration des électrons de fer

Forme abrégée : [Ar]3d⁶4s^deux
Forme longue : 1s^deux2s^deux2p⁶3s^deux3p⁶3d⁶4s^deux
Structure de la coque : 2 8 14 2

Découverte du fer

Date de découverte : Les temps anciens
Nom: Le fer tire son nom de l'anglo-saxon ' taper '. Le symbole de l'élément , Fe, a été raccourci du mot latin ' le fer ' signifiant 'fermeté'.
Histoire: Les objets en fer égyptiens antiques ont été datés d'environ 3500 av. Ces objets contiennent également environ 8% de nickel, ce qui montre que le fer pouvait à l'origine faire partie d'une météorite. L'âge du fer a commencé vers 1500 av. lorsque les Hittites d'Asie Mineure ont commencé à fondre le minerai de fer et à fabriquer des outils en fer.

Données physiques du fer

État à température ambiante (300 K) : Solide
Apparence: malléable, ductile, métal argenté
Densité : 7,870 g/cc (25 °C)
Densité au point de fusion : 6,98 g/cc
Gravité spécifique : 7.874 (20 °C)
Point de fusion : 1811 K
Point d'ébullition : 3133.35 K
Point critique : 9250K à 8750 bars
Température de fusion: 14,9 kJ/mole
Chaleur de vaporisation : 351 kJ/mole
Capacité thermique molaire : 25,1 J/mol·K
Chaleur spécifique : 0,443 J/g·K (à 20 °C)

Données atomiques de fer

États d'oxydation (Gras le plus courant): +6, +5, +4, +3 , +2 , +1, 0, -1 et -2
Électronégativité : 1,96 (pour l'état d'oxydation +3) et 1,83 (pour l'état d'oxydation +2)
Affinité électronique : 14 564 kJ/mol
Rayon atomique : 1,26 Å
Volume atomique : 7,1 cc/mol
Rayon ionique : 64 (+3e) et 74 (+2e)
Rayon covalent : 1,24 Å
Première Énergie d'ionisation : 762 465 kJ/mol
Deuxième énergie d'ionisation : 1561,874 kJ/mol
Troisième énergie d'ionisation : 2957,466 kJ/mol

Données nucléaires sur le fer

Nombre de isotopes : 14 isotopes sont connus. Le fer naturel est composé de quatre isotopes.
Isotopes naturels et % abondance : ⁵⁴Foi (5 845),⁵⁶Foi (91 754),⁵⁷Fe (2.119) et⁵⁸Foi (0.282)

Données de cristal de fer

La structure en treillis: Cubique centré sur le corps
Constante de réseau : 2 870 Å
Au revoir la température : 460.00 K

Utilisations du fer

Le fer est vital pour la vie végétale et animale. Le fer est la partie active de la molécule d'hémoglobine que notre corps utilise pour transporter l'oxygène des poumons vers le reste du corps. Le fer métallique est largement allié à d'autres métaux et au carbone pour de multiples utilisations commerciales. La fonte brute est un alliage contenant environ 3 à 5 % de carbone, avec des quantités variables de Si, S, P et Mn. La fonte brute est cassante, dure et assez fusible et est utilisée pour produire autres alliages de fer ,y compris l'acier. Le fer forgé ne contient que quelques dixièmes de pour cent de carbone et est malléable, résistant et moins fusible que la fonte brute. Le fer forgé a généralement une structure fibreuse. L'acier au carbone est un alliage de fer avec du carbone et de petites quantités de S, Si, Mn et P. Les aciers alliés sont des aciers au carbone qui contiennent des additifs tels que le chrome, le nickel, le vanadium, etc. Le fer est le moins cher, le plus abondant et le plus utilisé de tous les métaux.

Faits divers sur le fer

• Le fer est le 4ème plus élément abondant dans la croûte terrestre. On pense que le noyau de la Terre est composé principalement de fer.
• Le fer pur est chimiquement réactif et se corrode rapidement, en particulier dans l'air humide ou à des températures élevées.
• Il existe quatre allotropes de fer appelés «ferrites». Ceux-ci sont désignés α-, β-, γ- et δ- avec des points de transition à 770, 928 et 1530 °C. Les ferrites α et β ont la même structure cristalline, mais lorsque la forme α devient la forme β, le magnétisme disparaît.
• Le minerai de fer le plus courant est l'hématite (Fe_deuxO₃la plupart). Le fer se trouve également dans la magnétite (Fe₃O₄) et taconite (une roche sédimentaire contenant plus de 15 % de fer mélangé à du quartz).
• Les trois principaux pays qui extraient du fer sont l'Ukraine, la Russie et la Chine. La Chine, l'Australie et le Brésil dominent le monde dans la production de fer.
• De nombreuses météorites contiennent des niveaux élevés de fer.
• Le fer se trouve dans le soleil et les autres étoiles.
• Le fer est un minéral essentiel pour la santé, mais trop de fer est extrêmement toxique. Fer gratuit dans le sang réagit avec les peroxydes pour former des radicaux libres qui endommagent l'ADN, les protéines, les lipides et d'autres composants cellulaires, entraînant des maladies et parfois la mort. 20 milligrammes de fer par kilogramme de poids corporel sont toxiques, tandis que 60 milligrammes par kilogramme sont mortels.
• Le fer est essentiel pour le développement du développement du cerveau. Les enfants souffrant de carences en fer montrent une capacité d'apprentissage plus faible.
• Le fer brûle avec une couleur dorée dans un test de flamme .
• Le fer est utilisé dans les feux d'artifice pour faire des étincelles. La couleur des étincelles dépendra de la température du fer.

Sources

• CRC Handbook of Chemistry & Physics (89e éd.), Institut national des normes et de la technologie , Histoire de l'origine des éléments chimiques et de leurs découvreurs, Norman E. Holden 2001.