铁的物理化学性质

铁的物理化学性质

　　铁是一种化学元素，它的化学符号是Fe，原子序数是26，在化学元素周期表中位于第4周期、第VIII族，是铁系元素的代表。接下来学习啦小编为你整理了铁的物理化学性质，一起来看看吧。

　　铁的物理性质

　　同素异形体：铁有多种同素异形体，如铁、铁、铁、铁等。

　　电子层分布：2-8-14-2 。

　　晶胞：为体心立方，每个晶胞含有2个金属原子。晶胞参数：a = 286.65 pm b = 286.65 pm c = 286.65 pm α = 90° β = 90° γ = 90° 。

　　外观：铁是有光泽的银白色金属，硬而有延展性。

　　熔点：1535℃

　　沸点：3000℃。

　　物理性能：有很强的铁磁性，并有良好的可塑性和导热性。声音在其中的传播速率：512 m/s。

　　铁的化学性质

　　元素属性

　　铁的元素符号为Fe，原子序数26，相对原子质量55.847。

　　活性

　　铁是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面。

　　常温时，铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，在高温时，则剧烈反应。铁在氧气中燃烧，生成Fe3O4，赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中，生成二价铁盐，并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，表面生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化”，故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。

　　化合价

　　铁是一变价元素，常见价态为+2和+3。铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子，成为+2价。与Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应，则被氧化成Fe3+ 。铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4，可以看成是FeO·Fe2O3，其中有1/3的Fe为+2价，另2/3为+3价。铁的+3价化合物较为稳定。

　　化合物

　　主要有两大类：亚铁Fe(Ⅱ)和正铁Fe(Ⅲ)化合物，亚铁化合物有氧化亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、氢氧化亚铁等;正铁化合物有三氧化二铁、三氯化铁、硫酸铁、氢氧化铁等。如在亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H2O和铁氰化钾K3[Fe(CN)6]中。铁与环戊二烯的化合物二茂铁，是一种具有夹心结构的金属有机化合物。

　　氧化态

　　铁的电子构型为(Ar)3d64s2，氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的最重要的氧化态是+2和+3。二价铁离子呈淡绿色，在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物，如Phen为菲罗林，配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基铁有挥发性，蒸气剧毒。铁也有+4、+5、+6价态的化合物，但在水溶液中只有+6价的。

　　铁为强还原剂，在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢，在500℃以上反应速率增高： 3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2

　　铁在干燥空气中很难与氧发生作用，但在潮湿空气中很易腐蚀，若含有酸性气或卤素蒸气时，腐蚀更快。铁可从溶液中还原金、铂、银、汞、铋、锡、镍或铜等离子，如：CuSO4+Fe→FeSO4+Cu

　　铁溶于非氧化性的酸如盐酸和稀硫酸中，形成二价铁离子并放出氢气;在冷的稀硝酸中则形成二价铁离子和硝酸铵：

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

　　铁溶于热的或较浓的硝酸中，生成硝酸铁并释放出氮的氧化物。在浓硝酸或冷的浓硫酸中，铁的表面形成一层氧化薄膜而被钝化。铁与氯在加热时反应剧烈。铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合，但与氨作用，形成氮化铁Fe2N。