Hierro

Manganeso ← HierroCobalto
 Lattice body centered cubic.svgCapa electrónica 026 Hierro.svg
 
26
Fe
 
        
        
                  
                  
                                
                                
Tabla completaTabla ampliada
Fe,26.jpg
Metálico brillante con un tono gris
Información general
Nombre, símbolo, númeroHierro, Fe, 26
Serie químicaMetales de transición
Grupo, período, bloque8, 4, d
Masa atómica55,847 u
Configuración electrónica[Ar]3d64s2
Dureza Mohs4,0
Electrones por nivel2, 8, 14, 2 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio140 pm
Electronegatividad1,83 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)155.8 pm (radio de Bohr)
Radio covalente126 pm
Radio de van der WaalsSin datos pm
Estado(s) de oxidación2, 3
ÓxidoAnfótero
1.ª Energía de ionización762,5 kJ/mol
2.ª Energía de ionización1561,9 kJ/mol
3.ª Energía de ionización2957 kJ/mol
4.ª Energía de ionización5290 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinarioSólido (ferromagnético)
Densidad7874 kg/m3
Punto de fusión1808 K (1535 °C)
Punto de ebullición3023 K (2750 °C)
Entalpía de vaporización349,6 kJ/mol
Entalpía de fusión13,8 kJ/mol
Presión de vapor7,05 Pa a 1808 K
Punto crítico204 K (-69 °C)
50 Pa
Volumen molar17 m3/mol
Varios
Estructura cristalinaCúbica centrada en el cuerpo
N° CAS7439-89-6
N° EINECS231-096-4
Calor específico440 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica9,93·106 S/m
Conductividad térmica80,2 W/(K·m)
Resistencia máxima540 MPa
Módulo elástico200 GPa
Módulo de cizalladura73 GPa
Velocidad del sonido4910 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del hierro
isoANPeriodoMDEdPD
MeV
54Fe5,845 %Estable con 28 neutrones
55FeSintético2,73 aε0,23155Mn
56Fe91,72 %Estable con 30 neutrones
57Fe2,119 %Estable con 31 neutrones
58Fe0,282 %Estable con 32 neutrones
59FeSintético44,503 dβ1,56559Co
60FeSintético1,5·106 aβ-3,97860Co
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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Estructura de un puente en hierro.

El hierro o fierro[4]

Este metal de transición es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, representando un 5 % y, entre los metales, solo el aluminio es más abundante; y es el primero más abundante en masa planetaria, debido a que el planeta en su núcleo, se concentra la mayor masa de hierro nativo equivalente a un 70 %. El núcleo de la Tierra está formado principalmente por hierro y níquel en forma metálica, generando al moverse un campo magnético. Ha sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el nombre de Edad de Hierro. En cosmología, es un metal muy especial, pues es el metal más pesado que puede producir la fusión en el núcleo de estrellas masivas; los elementos más pesados que el hierro solo pueden crearse en supernovas.

Características principales

Hierro puro

Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente duro y denso.

Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.

Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón (energía necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón); por lo tanto, el núcleo más estable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).

Presenta diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presión. A presión atmosférica:

  • Hierro-α: estable hasta los 911 °C. El sistema cristalino es una red cúbica centrada en el cuerpo (bcc).
  • Hierro-γ: 911 °C - 1392 °C; presenta una red cúbica centrada en las caras (fcc).
  • Hierro-δ: 1392 °C - 1539 °C; vuelve a presentar una red cúbica centrada en el cuerpo.
  • Hierro-ε: Puede estabilizarse a altas presiones, presenta estructura hexagonal compacta (hcp).
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