铁

3d6 4s22, 8, 14, 2蒸气压第一：762.5 kJ·mol−1 第二：1561.9 kJ·mol−1 第三：2957 kJ·mol−1 （主条目：铁的同位素铁（Iron）是一个化学元素，化学符号是Fe （源自拉丁语 ferrum），原子序数26，是一种金属，是第一列过渡元素，位在周期表的第8族。依质量计，是在地球上是占比最多的元素，为地球外核和内核的主要成分。它也是地壳中含量第四多的元素。地壳中的纯铁十分稀少，基本上只存在于陨石中。铁矿的蕴藏量相当丰富，但要提炼出可用的铁金属，需要可以达到1500 °C以上的窑或火炉，比冶炼铜的温度还要高500 °C。仅在公元前2000年左右，人类开始在欧亚大陆导入这一制程，大约在公元前1200年，铁在某些地区开始取代铜合金，作为工具或武器，这个事件被认为是从铜器时代过渡为铁器时代。由于其机械性能和低成本，铁合金（如钢、不锈钢和合金钢）是到目前为止最常见的工业金属。平滑的纯铁表面为如镜般的银灰色。但铁容易与氧和水反应，产生棕色或黑色的水合铁离子，就是俗称的铁锈。不同于其他金属会产生钝化层的氧化物，铁锈拥有的体积大于原本的金属，因而容易剥落，露出新的表面继续锈蚀。一个成年人的身体含有约4公克（0.005％的体重）的铁，主要分布在血红蛋白和肌红蛋白。这两种蛋白质在脊椎动物代谢中扮演极为重要的角色，前者负责在血液中运送氧气，而后者则承担起在肌肉中储藏氧气的责任。为了维持人体中铁的恒定及代谢，需要从饮食中摄取足量的铁。铁也是许多氧化还原酶的活性位置上的金属，其涉及细胞呼吸作用及植物和动物的氧化还原反应。在化学上，铁最常见的氧化态为亚铁和三价铁离子。铁具有其他过渡金属的特性，包括了其他第8族元素、钌和锇。铁可形成各种氧化态的化合物（-2到+7）。铁也可形成多种错合物，例如：二茂铁、草酸铁离子及普鲁士蓝，具有大量的工业、医学及研究应用。铁是有光泽的银白色金属，硬而有延展性，熔点为1538℃，沸点为2750℃，有很强的铁磁性，并有良好的可塑性和导热性。晶体结构为体心立方结构，晶格常数a=2.87埃。日常生活中的铁通常含有碳因而暴露在氧气中容易在遇到水的情况下发生电化学腐蚀，而纯度较高的铁则不易腐蚀。具有金属单质的通性，能与非金属单质、酸、盐等反应。铁在氧气中燃烧后生成四氧化三铁在高温下，铁可以与水蒸汽反应，生成四氧化三铁和氢气。铁元素可以形成3种氧化物，分别是氧化亚铁（FeO），氧化铁（Fe2O3），和四氧化三铁（Fe3O4）（FeO·Fe2O3）。铁和非氧化性酸反应得到Fe2+（亚铁离子，浅绿色），和氧化性酸反应得到Fe3+（铁离子，黄色），铁在浓硫酸和浓硝酸中钝化。铁加热、加压下可以和一氧化碳反应得到羰基化合物：铁和氯气反应（点燃）得到三氯化铁，而和硫反应（加热）只能得到硫化亚铁：铁和Fe3+反应得到Fe2+：铁可以形成多种价态的化合物，其中以+2价和+3价的化合物最为典型。常温下+3价的化合物较为稳定，高温下+2价的化合物较为稳定。铁有多种氧化物，如氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁。铁是古代就已知的金属之一。铁矿石是地壳主要组成成分之一，铁在自然界中分布极为广泛，但人类发现和利用铁却比黄金和铜要迟。首先是由于天然的单质状态的铁在地球上非常稀少，而且它容易氧化生锈，加上它的熔点（1812K）又比铜（1356K）高得多，就使得它比铜难于熔炼。人类最早发现的铁是从天空落下来的陨石，陨石中含铁的百分比很高，是铁和镍、钴等金属的混合物，在融化铁矿石的方法尚未问世，人类无法大量获得生铁的时候，铁一直被视为一种带有神秘性的最珍贵的金属。铁的发现和大规模使用，是人类发展史上的一个里程碑，它把人类从石器时代、青铜器时代带到了铁器时代，推动了人类文明的发展。至今铁仍然是现代化学工业的基础，人类进步所必不可少的金属材料。铁，化学符号Fe的来源是拉丁文名称Ferrum。《说文解字》：“鐵，黑金也。从金，