Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 16
 
djvu / html
 


ЖЕЛЕЗО (Ferrum), Fe, — элемент VIII группы пе-риодич. системы Д. И. Менделеева. Порядковый номер 26, атомный вес 55,85. Известны 4 стабильных изотопа Ж. с массовыми числами 54, 56, 57, 58; содержание их в природном Ж. равно соответственно 5,81; 91,64; 2,21; 0,34%. Получено 4 искусственных изотопа Ж. с массовыми числами 52, 53, 55, 59 и периодами полураспада 7,8 часа, 8,9 минуты, 4 года, 46 дней. Изотоп Fe69 применяется в качестве радиоактивного индикатора (см. Изотопные индикаторы).
Ж. в природе. Ядро основного изотопа Fe56— одно из наиболее прочных; его энергия связи равна 486 млн. электрон-вольт. Поэтому в процессе образования элементов из элементарных частиц получаются большие количества Ж., к-рое, вследствие своей относительно значительной плотности, накопляется в глубоких слоях планет во время длительных периодов дифференциации составляющих их веществ. Земная кора (толщина исследованной части к-рой в среднем принимается равной 16 км) содержит 5,10 весовых процентов Ж.; содержание Ж. для Земли в целом оценивается в 36,9%. Предполагают, что глубокие слои Земли обогащены Ж., а центральное ядро состоит из Ж. с небольшим количеством близких к нему металлов — никеля и кобальта.
В земной коре Ж. в свободном состоянии встречается редко (см. Железо самородное). Ж. входит в состав многих минералов,из к-рых слагаются месторождения железных руд (см.). С интрузиями изверженных пород и горячими водными растворами связаны минералы: магнетит (Fe304), ильменит (титанистый железняк FeTiO3), пирит (серный или железный колчедан FeS2), пирротин (магнитный колчедан FeriSn + 1). Ж. входит в состав многих природных силикатов и породообразующих минералов: оливина (Mg,Fe)2Si04, гиперстена (Mg,Fc)(SiO3)2 и др. В осадочных и метаморфических горных породах распространены окисные минералы Ж.: гематит (красный железняк, железный блеск Fe2O3), гётит (игольчатая железная руда FeO-OH), гидрогематит и гидрогётит Fea бактериями растворимых в воде закисных солей железа в окись.
Ж. играет важную роль в биологич. процессах (см. Железо в организме).
Строение атома и положение Ж. в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Атом Ж. имеет 26 электронов: 2 электрона на I от ядра оболочке, 8 на II, 14 на III, 2 на IV. Из 14 электронов III оболочки 4 не спарены, а 2 электрона из внешней оболочки легко переходят в неспаренное состояние. Поэтому максимальная валентность Ж. равна +6, однако для Ж. более обычны валентности +2 и -|-3.
Энергия связи внешних электронов выражается потенциалами ионизации, т. е. величиной работы, необходимой для последовательного удаления из атома 1-го, 2-го и последующих электронов. Потенциал ионизации атома Ж. при удалении 1-го электрона равен 7,83 электрон-вольт, 2-го — 15,9, 3-го — 31,69, 4-го — 55,9, 5-го — 79,0, 6-го — 104,9, 7-го — 133,1, 8-го — 162,8.
Еще Менделеев установил, что в химич. отношении Ж. и другие элементы его семейства (кобальт и никель) обладают свойствами, переходными между свойствами элементов чётного и нечётного рядов 4-го периода системы элементов. Поэтому Менделеев выделил триаду Fe, Co, Ni и аналогичные 2 триады платиновых металлов (Ru, Rh, Pd и Os, Ir, PI) в особую, VIII группу периодич. системы. Изучение электронной структуры атомов показало, что переходными являются элементы, в атомах к-рых происходит достройка внутренних электронных оболочек от 8 до 18 электронов. Таким образом, триады заключают ряды переходных элементов в каждом периоде. Переходные элементы одного ряда характеризуются близостью размеров атомов, малым различием потенциалов ионизации, а отсюда и сходством химич. свойств. Вместе с тем все переходные элементы склонны к проявлению переменной валентности и не образуют отрицательных ионов. Их положительные ионы большей частью окрашены и обладают парамагнитными свойствами. Простые вещества и ионы этих элементов проявляют каталитич. активность.
Физические и механические свойства железа. Ж. — блестящий, серебристо-белый вязкий и ковкий металл. Оно обладает сильным ферромагнетизмом (см.), особым видом парамагнетизма. Очень чистое Ж. (содержащее менее 0,01% примесей, в т. ч. менее 0,001% углерода), сплавленное и отожжённое в глубоком вакууме, имеет следующие свойства (по данным 1942): плотность (при 20°) 7,874 ± 0,001 г/см3, «°л 1539°±1°, коэфициент линейного расширения (при 20°) (11,7 ±0,2) • 10~6, удельное электрич. сопротивление (при 20°) (9,71 ± 0,01) • 10-" ом • см, температурный коэфициент электрич. сопротивления (0°—100°) 0,00651—0,00001, временное сопротивление разрыву

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670


Большая Советская Энциклопедия Второе издание