Željezo

Željezo
Osnovna svojstva

Kemijski element
Simbol
Atomski broj

Željezo
Fe
26
Kemijska skupinaprijelazni metali
Grupa, perioda, Blok8, 4, d
Izgledsivkasta krutina
Iron electrolytic and 1cm3 cube.jpg
Gustoća17874 kg/m3
Tvrdoća608 MPa (HV), 490 MPa (HB), 4,0 (Mohsova skala)
Specifični toplinski kapacitet (cp ili cV)2

(25 °C) 25,10 J mol–1 K–1

Talište1538 °C
Vrelište32862 °C
Toplina taljenja13,81 kJ mol-1
Toplina isparavanja340 kJ mol-1

1 pri standardnom tlaku i temperaturi
2 pri konstantnom tlaku ili volumenu
3 pri standardnom tlaku

Atomska svojstva
Atomska masa55,845(2) 
Elektronska konfiguracija[Ar] 3d6 4s2

Željezo je kemijski element koji u periodnom sustavu elemenata nosi simbol Fe, atomski (redni) broj mu je 26, a atomska masa mu iznosi 55,845(2) .

Simbol Fe dolazi od ferrum, latinskog naziva za željezo. Ferat je naziv za željezo u anionskom kompleksu. Telursko željezo je naziv za elementarno željezo, koje je nastalo u Zemljinoj kori.
Željezo, kad je potpuno čisto, srebrnkastog je sjaja i mekano. Poznato je od pradavnih vremena, a danas sigurno najvažniji tehnički metal koji se upotrebljava na mnogo načina. Najvažnije je od svih metala i uglavnom se koristi kao čelik, u kojem ima ugljika (do 2,06%). Željezo hrđa na vlažnom zraku i otapa se u razrijeđenim kiselinama. Željezo je prijelazni metal 8. skupine periodnog sustava elemenata.

Željezo u prirodi najčešće dolazi kao mineral magnetit. Kristalizira u obliku crnih kubičnih kristala.
U Zemljinoj kori najrasprostranjeniji metalni element i po masenom udjelu odmah je iza aluminija. U Zemljinoj kori udio je željeza oko 5%, a u cijeloj Zemlji se računa da je 37%. Najdublja unutrašnjost Zemlje se pretežno od njega i sastoji. Koncentracija željeza u morima je vrlo mala (oko 4x10-3 ppm). Elementarno željezo se u prirodi nalazi samo kao meteorno, dospjelo na zemlju iz Svemira i telurno prisutno u Zemljinoj kori od iskonskih vremena. Prisutnost željeza utvrđena je i u sastavu Sunca, Mjesečevim stijenama i drugim nebeskim tijelima gdje ga ima oko 14,3%, kako svjedoče meteoriti pali na Zemlju od kojih se polovina sastoji pretežno od željeza.
Na površini Zemlje prirodno željezo je samo izuzetno u elementarnom stanju (telurno željezo na otoku Disko, zapadno od Grenlanda).


Svojstva

Vista-xmag.pngPodrobniji članci o temama: Alotropije željeza i Izotopi željeza

Dijagram stanja (fazni dijagram) željezo – ugljik prikazuje razne alotropije željeza i čelika.

U elementarnom stanju čisto je željezo: srebrnobijeli, razmjerno mekan, kovan (kovak) metal, kemijski dosta otporan. Također, ono je i feromagnetično, što znači da zadržava magnetska svojstva i prestankom djelovanja magnetskog polja.
Željezo je kemijski vrlo reaktivno i kao neplemeniti metal otapa se u neoksidirajućim kiselinama. Na zraku je vrlo nestabilno i relativno brzo oksidira (korozija). U oksidirajućim kiselinama (koncentriranoj sumpornoj i dušičnoj kiselini) površina željeza se ne otapa, nego pasivizira stvaranjem zaštitnog sloja. Kristalna mu se struktura mijenja s promjenom temperature.

Čisto elementarno željezo (Fe°) ima 3 kristalne forme (alotropske modifikacije):

  • alfa-željezo (α-Fe) ili ferit, stabilno ispod 906 °C s volumno centriranom kubičnom kristalnom strukturom magnetično je, a u čvrstom stanju može otopiti vrlo malo ugljika;
  • gama-željezo (γ-Fe) ili austenit, stabilno između 906 i 1403 °C s nemagnetičnom plošno centriranom kubičnom kristalnom strukturom; nemagnetično je i u čvrstom stanju može otopiti mnogo ugljika;
  • delta-željezo (δ-Fe) stabilno iznad 1403 °C s volumno centriranom kubičnom kristalnom strukturom. [1]

Alfa-željezo je feromagnetično do Curieve temperature od 770 °C (1043 K). Pri temperaturi 770 °C gubi feromagnetska svojstva, ali ne mijenja strukturu, pa se ponekad pogrešno naziva i beta-željezo.

Željezo ima 9 izotopa (maseni broj od 52 do 60) i četvrti je element po udjelu u zemljinoj kori. U prirodi se željezo nalazi kao smjesa četiri stabilna izotopa: željezo-54 (5,8%), željezo-56 (91,72%), željezo-57 (2,2%) i željezo-58 (0,28%), a ostali su izotopi radioaktivni, s kratkim vremenom poluraspada, osim izotopa željezo-60 (t1/2 = 3x105 godina). Izotop željezo-56 poznat je kao nuklid s najstabilnijom jezgrom, jer ima najveću nuklearnu energiju vezanja.

Kao biogeni element, željezo spada u grupu esencijalnih elemenata gdje sudjeluje u prijenosu kisika. Željezo je važno za život biljaka i životinja i nalazi se u sastavu hemoglobina i kloroplasta u krvi, pa ga mora sadržavati hrana toplokrvnih životinja, kao i zemlja u kojoj rastu biljke. U organizmu odraslog čovjeka ima oko 5,85 grama željeza; od toga je 55% vezano za hemoglobin, 10% ga je u mioglobinu i 17% u staničnim heminima; oko 17% željeza nalazi se i u drugim organima (kao feritin i hemosiderin). Preparati željeza ubrajaju se u najstarija ljekovita sredstva; bili su poznati već u rimsko vrijeme. Danas se željezo u obliku topljivih ferosoli najviše upotrebljava za liječenje raznih oblika anemija. Manjak željeza dovodi do anemije, a višak može izazvati oštećenje jetre i bubrega. Za neke spojeve željeza se sumnja da su kancerogeni. [2]

Sitnije čestice željeza mogu na zraku i gorjeti, pri čemu frcaju iskre usijanog oksida, a u sasvim finom razdjeljenju željezo je i piroforno, tj. samozapaljivo na zraku. S usijanim željezom vodena para reagira uz postanak oksida Fe3O4 (magnetit) i vodika. Na visokoj temperaturi željezo se direktno spaja s klorom i sa sumporom. U razrijeđenim se kiselinama tehničko željezo lako otapa. Koncentrirana sumporna kiselina ga ne nagriza (stoga se ona može spremati i prevoziti u željeznim posudama), a u koncentriranoj dušičnoj kiselini željezo postaje pasivno.
Željezo izravno reagira s većinom nemetala pri umjerenim temperaturama. Osim s kisikom reagira s ugljikom, sumporom, klorom, fosforom i drugima.

Other Languages
Afrikaans: Yster
Alemannisch: Eisen
አማርኛ: ብረት
aragonés: Fierro
Ænglisc: Īsen
العربية: حديد
ܐܪܡܝܐ: ܦܪܙܠܐ
অসমীয়া: লো
asturianu: Fierro
azərbaycanca: Dəmir
تۆرکجه: دمیر
башҡортса: Тимер
žemaitėška: Gelžės
беларуская: Жалеза
беларуская (тарашкевіца)‎: Жалеза
български: Желязо
भोजपुरी: लोहा
Bislama: Aien
Bahasa Banjar: Wasi
বাংলা: লোহা
བོད་ཡིག: ལྕགས།
brezhoneg: Houarn
bosanski: Željezo
буряад: Түмэр
català: Ferro
Mìng-dĕ̤ng-ngṳ̄: Tiék
Cebuano: Yero
ᏣᎳᎩ: ᏔᎷᎩᏍᎩ
کوردی: ئاسن
corsu: Ferru
čeština: Železo
Чӑвашла: Тимĕр
Cymraeg: Haearn
dansk: Jern
Deutsch: Eisen
Zazaki: Asın
ދިވެހިބަސް: ދަގަނޑު
Ελληνικά: Σίδηρος
English: Iron
Esperanto: Fero
español: Hierro
eesti: Raud
euskara: Burdina
estremeñu: Hierru
فارسی: آهن
suomi: Rauta
Võro: Raud
føroyskt: Jarn
français: Fer
Nordfriisk: Stälj
furlan: Fier
Frysk: Izer
Gaeilge: Iarann
贛語:
Gàidhlig: Iarann
galego: Ferro
Avañe'ẽ: Itakandua
गोंयची कोंकणी / Gõychi Konknni: लोखण
Bahasa Hulontalo: Wuwate
ગુજરાતી: લોખંડ
Gaelg: Yiarn
客家語/Hak-kâ-ngî: Thiet
עברית: ברזל
हिन्दी: लोहा
Fiji Hindi: Loha
Kreyòl ayisyen: Fè (non)
magyar: Vas
Հայերեն: Երկաթ
interlingua: Ferro
Bahasa Indonesia: Besi
Interlingue: Ferre
Ido: Fero
íslenska: Járn
italiano: Ferro
日本語:
Patois: Ayan
la .lojban.: tirse
Basa Jawa: Wesi
ქართული: რკინა
Qaraqalpaqsha: Temir
Taqbaylit: Uzzal
Kongo: Kibende
Gĩkũyũ: Iron
қазақша: Темір
ಕನ್ನಡ: ಕಬ್ಬಿಣ
한국어:
Перем Коми: Кӧрт
Ripoarisch: Eisen
kurdî: Hesin
коми: Кӧрт
kernowek: Horn
Кыргызча: Темир
Latina: Ferrum
Lëtzebuergesch: Eisen
лакку: Мах
лезги: Ракь
Limburgs: Iezer
Ligure: Færo
lumbaart: Fer
lingála: Ebendé
lietuvių: Geležis
latviešu: Dzelzs
मैथिली: लोहा
Malagasy: Vy
Māori: Rino
македонски: Железо
മലയാളം: ഇരുമ്പ്
मराठी: लोखंड
Bahasa Melayu: Besi
Malti: Ħadid
မြန်မာဘာသာ: သံ (သတ္တု)
эрзянь: Кшни
Napulitano: Fierro
Plattdüütsch: Iesen
Nedersaksies: Iezer
नेपाली: फलाम
नेपाल भाषा: नँ
Nederlands: IJzer (element)
norsk nynorsk: Jern
norsk: Jern
Nouormand:
Diné bizaad: Béésh (Fe)
occitan: Fèrre
Livvinkarjala: Raudu
ଓଡ଼ିଆ: ଲୁହା
ਪੰਜਾਬੀ: ਲੋਹਾ
Papiamentu: Heru
Norfuk / Pitkern: Aiyen
polski: Żelazo
Piemontèis: Fer
پنجابی: لوہا
پښتو: وسپنه
português: Ferro
Runa Simi: Khillay
română: Fier
armãneashti: Heru
русский: Железо
русиньскый: Желїзо
संस्कृतम्: अयः
саха тыла: Тимир
sardu: Ferru
sicilianu: Ferru
Scots: Airn
سنڌي: لوھ
srpskohrvatski / српскохрватски: Željezo
සිංහල: යකඩ
Simple English: Iron
slovenčina: Železo
slovenščina: Železo
Soomaaliga: Xadiid
shqip: Hekuri
српски / srpski: Гвожђе
Seeltersk: Iersen
Basa Sunda: Beusi
svenska: Järn
Kiswahili: Chuma
தமிழ்: இரும்பு
తెలుగు: ఇనుము
тоҷикӣ: Оҳан
ไทย: เหล็ก
Tagalog: Bakal
Türkçe: Demir
татарча/tatarça: Тимер
ئۇيغۇرچە / Uyghurche: تۆمۈر
українська: Залізо
اردو: لوہا
oʻzbekcha/ўзбекча: Temir
vèneto: Fero
vepsän kel’: Raud
Tiếng Việt: Sắt
West-Vlams: Yzer (element)
Volapük: Ferin
walon: Fier
Winaray: Puthaw
吴语:
хальмг: Төмр
ייִדיש: אייזן
Yorùbá: Iron
Vahcuengh: Diet
中文:
文言:
Bân-lâm-gú: Thih
粵語: