铁（金属元素）
铁是一种化学元素，为晶体，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，是铁族元素的代表。是最常用的金属。它是过渡金属的一种，是地壳含量第二高的金属元素。铁制物件发现于公元前3500年的古埃及。它们包含7.5%的镍，表明它们来自流星。古代小亚细亚半岛（也就是现今的土耳其）的赫梯人在3500年前（公元前1500年前）是第一个从铁矿石中熔炼铁的，这种新的、坚硬的金属给了他们经济和政治上的力量，铁器时代开始了。中国也是最早发现和掌握炼铁技术的国家之一。1973年在中国河北省出土了一件商代铁刃青铜钺，表明3300多年以前中国人认识了铁，熟悉了铁的锻造性能，识别了铁与青铜在性质上的差别，把铁铸在铜兵器的刃部，加强铜的坚韧性。经科学鉴定，证明铁刃是用陨铁锻成的。随着青铜熔炼技术的成熟，逐渐为铁的冶炼技术的发展创造了条件。另外人体中也含有铁元素。血红蛋白的成分，帮助氧气运输。
中文名 铁 英文名 Iron别 称 还原铁化学式 Fe分子量 55.845CAS登录号 7439-89-6熔 点 1538 °C沸 点 2862 °C水溶性 不溶于水密 度 7.86g/cm3外 观 常态是银白色体或灰黑色粉末危险性描述 低原子半径 126pm莫氏硬度 4电阻率 0.97×10-7Ω*m（20℃） 原子序数 26是否受管制 否MDL号 MFCD00010999 EINECS号 231-096-4 RTECS号 NO4565500 PubChem号 24892621危险运输编码 UN 3089 4.1/PG 3安全标识 S16 S33危险标识 R11化合价 +6、+3、+2周期表位置 第四周期第Ⅷ族主族元素 不为主族元素 1物理性质编辑
铁的相对原子质量约为56，基态原子电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2或[Ar]3d6 4s2 1. 纯铁具有银白色金属光泽；
高纯铁丝
2. 有良好的延展性、导电、导热性能； 3.有很强的铁磁性；
4. 密度为7.86克/立方厘米；
5. 在一个标准大气压下熔点为1535 ℃，沸点为2750 ℃； 6. 比热容为460J/(kg·℃)；
7.声音在铁中的传播速率：5120m/s 纯铁质地软，不过如果是铁与其他金属的合金或者是掺有杂质的铁，熔点降低，硬度将增大，具体要看杂质或者合金的性质了。 2化学性质编辑
铁是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金——钢，磁化之后不易去磁，是优良的硬磁材料，同时也是重要的工业材料，并且也作为人造磁的主要原料。铁有多种同素异形体。
铁是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面，化学性质比较活泼，是一种良好
的还原剂。
铁是一变价元素，0价只有还原性，+3价只有氧化性，+2价既有还原性又有氧化性。 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，若有杂质，在潮湿的空气中易锈蚀；在有酸气或卤素蒸气存在的湿空气中生锈更快。在高温时，则剧烈反应，如铁在氧气中燃烧，生成Fe3O4，赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外，还有复合氧化物Fe3O4（是磁性氧化物）生成。
铁易溶于稀的无机酸中，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”，故可用铁制品盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝酸。在加热时，铁可以与浓硫酸或浓硝酸反应，生成+3价的铁盐，同时生成SO2或NO2. 3化学反应编辑 与酸反应
铁与非氧化性酸（盐酸）、稀硫酸、硫、硫酸铜溶液等反应时失去两个电子，成为+2价；与氧化性酸：浓硫酸、浓硝酸反应时要看过量与欠量。 Fe+2HCl===FeCl?+H?↑（置换反应）
2 Fe+6H?SO?（浓）=加热=Fe?（SO?）?+3SO?↑+6H?O（氧化还原反应） Fe+H?SO?（稀）===FeSO?+H?↑（置换反应）
Fe+6HNO?（浓）=加热=Fe（NO?）?+3NO?↑+3H?O 浓HNO?过量（氧化还原反应） Fe+4HNO?（浓）=加热=Fe（NO?）?+2NO?↑+2H?O Fe过量（氧化还原反应） Fe+4HNO3（稀）=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 稀HNO?过量（氧化还原反应） 3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O Fe过量（氧化还原反应） 与卤素反应
与Cl?、Br?、则被氧化成Fe3+。
铁与氯在加热时反应剧烈（2Fe+3Cl?===2FeCl?）（化合反应） 3、与水反应
铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe?O?，可以看成是FeO·Fe?O?。 3Fe+4H?O(g)==高温==Fe?O?+4H?(g是气体） 此反应可在两种情况下进行。
1.Fe和高温水蒸气反应，此时，生成氢气一般不带气体符号。 2.将灼热的铁迅速扔进冷水。这就是淬火。这时要加气体符号。 与盐反应
能把铜氧化成+2价。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： 2FeCl?+Cu===2FeCl?+CuCl?，常温下即可反应，用于刻蚀铜板。 CuSO?+Fe===FeSO?+Cu Fe+2FeCl?===3FeCl2
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Fe?N。 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。纯净的三价铁离子为淡紫色。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)?、Fe?(CO)?、Fe?(CO)??。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。 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(FeO）、氯化亚铁（FeCl?）、硫酸亚铁（FeSO?）、氢氧化亚铁{Fe(OH)?}等；正铁化合物有三氧化二铁(Fe?O?）、三氯化铁（FeCl?）、硫酸铁{Fe?(SO?)?}、氢氧化铁{Fe(OH)?}等。
如在亚铁氰化钾（俗名：黄血盐）和铁氰化钾（俗名：赤血盐）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。 工业制取
单质铁的制备一般采用冶炼法。以赤铁矿（Fe2O3）和磁铁矿（Fe3O4）为原料，与焦炭和助溶剂在熔矿炉内反应，焦炭燃烧产生二氧化碳（CO2），二氧化碳与过量的焦炭接触就生成一氧化碳（CO），一氧化碳和矿石内的氧化铁作用就生成金属铁。加入CaCo3在高温下生成CaO除去铁矿石中的SiO2，生成CaSiO3（炉渣）。 C+O?=点燃=CO?（提供热量和CO?) CO?+C=高温=2CO
Fe?O?+3CO=高温=2Fe+3CO? Fe?O?+4CO=高温=3Fe+4CO? CaCO3=高温=CaO+CO2↑ SiO2+CaO=CaSiO? 4毒理学数据编辑 急性毒性
小孩经口TDLo：77mg/kg；大鼠经口LD50：30 mg/kg；兔子腹腔LDLo：20mg/kg；豚鼠经口LD50：20mg/kg[1] 其他多剂量毒性
大鼠吸入TCLo：250mg/m3/6H/4W-I[1] 致癌性
大鼠气管TDLo：450mg/kg/15W-I[1] 其他
吸入粉尘会引起尘肺。[1] 5元素简介编辑 元素历史
有铁制物件发现于公元前3500年的埃及。它们包含7.5%的镍，表明它们来自流星。古代小亚细亚半岛（也就是现今的土耳其）的赫梯人，是第一个从铁矿石中熔炼铁的，约公元前1500年，这种新的，坚硬的金属给了他们经济和政治上的力量。铁器时代开始了。某些种类的铁明显优于其它的，依赖于它的碳含量，尽管这并不被赏识。某些铁矿石包含钒，生产出叫做大马士革的钢，很适合制剑。第一个解释不同类型的铁的人是René Antoine Ferchault de Réaumur，他写了一本书关于这个主题于1722年。解释了为什么钢，熟铁和铸铁包含一定量的木炭后会更卓越。工业革命在同一世纪开始，大规模的依赖于这种金属。
在我国，从战国时期到东汉初年，铁器的使用开始普遍起来，成为了我国最主要的金属。铁的化合物四氧化三铁就是磁铁矿，是早期司南的材料。 发现简史
铁是地壳的主要组成成分之一。铁在自然界中分布极广，但是人类发现和利用铁却比黄金和铜要迟。这首先是由于天然单质状态的铁在地球上是找不到的，而且它容易氧化生锈，再者，它的熔点（1535℃）又比铜（1083℃）高得多，这使得铁比铜难以熔炼。
人类最早发现铁是从天空落下的陨石，陨石含铁的百分比很高（铁陨石中含铁90.85%），是铁和镍、钴的化合物。考古学家曾经在古坟墓中，发现陨铁制成的小斧；在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔 所藏的宗教经文中，记述了当时太阳神等重要神像的宝座是用铁制成的。铁在当时被认为是带有神秘性的的最珍贵的金属，埃及人干脆把铁叫做“天石\。在古希腊文中，“星”与“铁”是同一个词。
1978年，在北京平谷县刘河村发掘一座商代陵墓，出土许多青铜器，最引人注目的是一件古代铁刃铜钺，经鉴定铁刃是由陨铁锻制的，这不仅表明人类最早发现的铁来自陨石，也说明我国劳动人民早在3300多年前就认识铁并熟悉了铁的锻造性能，识别了铁和青铜在性质上的差别，并且把铁用于锻接铜兵器，以加强铜的尖利性。
由于陨石来源极其稀少，从陨石中得来的铁对生产没有太大作用，随着青铜技术的成熟，铁的冶炼技术才逐步发展。我国最早人工冶炼的铁是在春秋战国之交的时期出现的，距离今大约2500年。我国炼钢技术发展也很早，1978年，湖南省博物馆长沙铁路车站建设工程文物发掘队从一座古墓出土一口钢剑，从古墓随葬器的器型，纹饰以及墓葬的形制断定是春秋晚期的墓葬。这口剑所用的钢经分析是含碳量0.5%左右的中碳钢，金相组织比较均匀，说明可能还进行过热处理。
古代劳动人民的炼铁技术也是杰出的，至今竖立在印度德立附近的一座清真寺大门后的铁柱，是使用相当纯的铁铸成的，当时如何生产这样的铁，现代人也认为是一个奇迹。有人分析了它的成分，含铁量大于99.72%，其余是碳0.08%，硅0.046%，硫0.006%，磷0.114%。 开创现代炼钢新纪元的是一名叫贝塞麦的浇铸工人（HenryBessemer），他在1856年8月11日宣布了他的可倾倒式转炉。随着工业发展，在建设和生活中出现了大量废钢和废铁，这些废料在转炉中不能使用，于是出现了平炉炼钢，是由德国西门子兄弟以及法国马丁兄弟同时创建的，时间是在19世纪60年代初。 元素介绍 元素相对原子量 相对原子质量 元素类型 质子数 常见中子数 元素周期表位置 电子层分布 外围电子层排布 电子层 元素在太阳中的含量 元素在海水中的含量 地壳中含量 氧化态 55.8545（2） 55.847，计算常用56 金属元素 26 30 第4周期，第Ⅷ（8）族 2-8-14-2 3d6 4s2 K-L-M-N （ppm)1000 (ppm)太平洋表面 0.00001 （ppm）41000 主要 Fe2+,Fe3+ 其余 Fe2-,Fe1-,Fe0, Fe1+,Fe4+,Fe5+,Fe6+，Fe8+ （立方厘米/摩尔）：7.1 原子体积 【电离能】：（kJ /mol)
M - M+ 759.3 M+ - M2+ 1561
铁呈银白色至银灰色
M2+ - M3+ 2957 M3+ - M4+ 5290 M4+ - M5+ 7240 M5+ - M6+ 9600 M6+ - M7+ 12100 M7+ - M8+ 14575 M8+ - M9+ 22678 M9+ - M10+ 25290 晶体结构 名称由来 元素描述 元素来源 面心立方和体心立方 盎格鲁-撒克逊语：iron（铁）；元素符号来自于拉丁文“ferrum”（铁）。 柔韧而有延展性的银白色金属。在地壳中含量第四（百万分之56300），在宇宙中含量第九。 取自铁矿。把石灰石、焦炭和铁矿石分层投入高炉，自底部鼓入高温气流，使得焦炭炽热发红，于是铁被从氧化物中还原出来，熔化成液态，从炉底流出。主要使用的铁矿石有：Fe?O?（赤铁矿）， Fe?O?（磁铁矿）FeCO?（菱铁矿）。 6分布编辑
铁是地球上分布最广的金属之一。约占地壳质量的5.1012%，居元素分布序列中的第四位，仅次于氧、硅和铝。 7元素来源编辑
铁锭
铁是地壳中较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝。磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿是重要的铁矿。铁金属常用高炉以焦炭为燃料、用铁矿石和石灰石为原料炼得。用氢气还原纯氧化铁可得到纯铁。含碳在2.11%以上的铁叫生铁（或铸铁）。含碳量少于0.02%的铁熔合体称为熟铁或锻铁。含碳量介于0.02～2.11%之间的铁合金叫做钢。生铁坚硬，但性脆；钢具有弹性；熟铁易于机械加工，但要比钢柔软。生铁含碳量4%左右，用生铁炼钢，就是减低生铁内的碳量达2.11%以下，使硅、锰、钼、钒、镍、铬等的元素含量在要求范围内，以及尽量将硫和磷杂质除去。
另一种化合物黄铁矿则是一种古老的宝石，因为它色泽金黄，也被称为“愚人金”。生铁含碳