الحديد ومواده

حديد
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
كوبالت → حديد ← منغنيز
-
↑
Fe
↓
Ru






















































































































26Fe
المظهر
رمادي فلزي


الخطوط الطيفية للحديد
الخصائص العامة
الاسم، الرقم، الرمز حديد، 26، Fe
تصنيف العنصر فلز انتقالي
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي 8، 4، d
الكتلة الذرية 55.845غ·مول−1
توزيع إلكتروني Ar]; 3d6 4s2]
توزيع الإلكترونات لكل غلاف تكافؤ 2, 8, 14, 2 (صورة)
الخصائص الفيزيائية
الطور صلب
الكثافة (عند درجة حرارة الغرفة) 7.874 غ·سم−3
كثافة السائل عند نقطة الانصهار 6.98 غ·سم−3
نقطة الانصهار 1811 ك، 1538 °س، 2800 °ف
نقطة الغليان 3134 ك، 2862 °س، 5182 °ف
حرارة الانصهار 13.81 كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر 340 كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية (25 °س) 25.10 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
P (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو
عند T (كلفن) 1728 1890 2091 2346 2679 3132
الخصائص الذرية
الكهرسلبية 1.83 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين الأول: 762.5 كيلوجول·مول−1
الثاني: 1561.9 كيلوجول·مول−1
الثالث: 2957 كيلوجول·مول−1
نصف قطر ذري 126 بيكومتر
نصف قطر تساهمي (لف مغزلي منخفض) 132±3،
(لف مغزلي مرتفع) 152±6 بيكومتر
خصائص أخرى
البنية البلورية مكعب مركزي الجسم
المغناطيسية مغناطيسية حديدية
1043 كلفن
مقاومة كهربائية 96.1 نانوأوم·متر (20 °س)
الناقلية الحرارية 80.4 واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
التمدد الحراري 11.8 ميكرومتر·متر−1·كلفن−1 (25 °س)
سرعة الصوت (سلك رفيع) (درجة حرارة الغرفة) 5120 متر·ثانية−1
معامل يونغ 211 غيغاباسكال
معامل القص 82 غيغاباسكال
معامل الحجم 170 غيغاباسكال
نسبة بواسون 0.29
صلادة موس 4
صلادة فيكرز 608 ميغاباسكال
صلادة برينل 490 ميغاباسكال
رقم الكاس 7439-89-6
النظائر الأكثر ثباتاً
المقالة الرئيسية: نظائر الحديد
النظائر توافر طبيعي عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال (ميغا إلكترون فولت) ناتج الاضمحلال
54Fe 5.8% >3.1×1022 سنة 2ε ? 54Cr
55Fe مصطنع 2.73 سنة ε 0.231 55Mn
56Fe 91.72% 56Fe هو نظير مستقر وله 30 نيوترون
57Fe 2.2% 57Fe هو نظير مستقر وله 31 نيوترون
58Fe 0.28% 58Fe هو نظير مستقر وله 32 نيوترون
59Fe مصطنع 44.503 يوم β− 1.565 59Co
60Fe مصطنع 2.6×106 سنة β− 3.978 60Co
ع · ن · ت
الحديد عنصر كيميائي وفلز، من أقدم المعادن المكتشفة، يرمز له بالرمز Fe (من اللاتينية :ferrum) وعدده الذري 26. يقع الحديد في الجدول الدوري في المجموعة الثامنة والدورة الرابعة، وهو عنصر ضروري لحياة الإنسان والحيوان كونه يدخل في تركيب خضاب الدم، وكذلك لحياة النباتات كونه أحد العناصر الضرورية لتكوين الكلوروفيل[1]، ويدخل في كل شيء تقريباً.
يحتل الحديد المركز الرابع من حيث تواجد العناصر في القشرة الأرضية، وهو فلز قابل للطرق والسحب، وغالباً ما يتواجد في الطبيعة في صورة أكاسيد. ويعتبر الحديد وسبائكه أكثر المواد المعدنية استخداماً على الإطلاق. كما يُعتبر الحديد أكثر العناصر الكيميائية استقراراً على الإطلاق بسبب توازن القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية داخل نواة الذرة، فالعناصر الأخفّ وزناً يمكنهم من خلال الاندماج النووي - والعناصر الأثقل وزناً من خلال الانشطار النووي - أن يصبحوا أقرب في صفاتهم للحديد. تحتوي النيازك الساقطة على الأرض على كميات من الحديد قد تصل إلى 90% من كتلة النيازك.
الحديد في الأصل فضي اللون، إلا أنه يتأكسد في الهواء. ويعد الحديد أقوى الفلزات على الإطلاق وأكثرها أهمية للأغراض الهندسية شرط حمايته من الصدأ (أي التفاعل مع الأكسجين). وهناك عدة طرق لحماية الحديد من الصدأ وأبسطها على الإطلاق منع تماس الأكسجين أو الرطوبة عن الحديد وذلك بتغليف الحديد بمادة عازلة مثل استخدام الأصباغ أو عوازل PVC مثلاً. ومن أفضل الطرق المستخدمة لحمايته هي استخدام نظام الحماية الكاثودية لحماية الحديد من الصدأ والتآكل.
الحديد في حالته النقية أكثر ليونة من الألومنيوم، وتزداد صلادته بإضافة بعض العناصر السبائكية كالكربون بنسب معينة، فيتكون سبيكة الصلب، وهي أقوى ألف مرة من الحديد النقي. يتراوح تكافؤ الحديد بين (2-) و(6+)، إلا أنه في أشهر حالاته يكون تكافؤه (2+) أو (3+).