| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Eisen, Fe, 26 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Übergangsmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 8, 4, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | metallisch glänzend mit einem gräulichen Farbton | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-096-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.028.270 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 4,7 % (4. Rang)[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 55,845(2)[3] u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 140 (156) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | low-spin: 123 pm, high-spin: 152 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ar] 3d6 4s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 7.9024681(12) eV[4] ≈ 762.47 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 16.19920(5) eV[4] ≈ 1562.98 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 30.651(12) eV[4] ≈ 2957.4 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 54.91(4) eV[4] ≈ 5298 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 75.00(15) eV[4] ≈ 7236 kJ/mol[5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | vier[6] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | α-Eisen: kubisch raumzentriert γ-Eisen: kubisch flächenzentriert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 7,874 g/cm3 = 7874 kg/m³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohshärte | 4–5[7] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | ferromagnetisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 1812 K (1539 ± 1[11][12] °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 3343 K (3070[13] °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 7,09·10−6 m3·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 354 kJ·mol−1[8] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 13,8 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 4910 m·s−1 bei 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 449[1] J·kg−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Austrittsarbeit | 4,5 eV[9] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 10 · 106[10] S·m−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 80 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | 2, 3, 4, 5, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | −0,44 V (Fe2+ + 2 e− → Fe) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,83 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eisen ist ein chemisches Element mit dem Symbol Fe (lateinisch ferrum ‚Eisen‘) und der Ordnungszahl 26. Es gehört zu den Übergangsmetallen, die im Periodensystem die 8. Nebengruppe (Eisen-Platin-Gruppe), nach der neuen Zählung die Gruppe 8 (Eisengruppe) bilden. Eisen ist, auf den Massenanteil (ppmw) bezogen, nach Sauerstoff, Silicium und Aluminium das vierthäufigste Element in der Erdkruste und nach Aluminium das häufigste Metall.
Auf der Erde kommt es, außer in verschiedenen Erzen und Eisenmineralien, in Form einer Legierung in Eisenmeteoriten vor. Aus diesen wurden schon vor der eigentlichen Eisenzeit, teilweise schon 3000 Jahre vor unserer Zeitrechnung, Kultgegenstände, Werkzeuge oder Waffen hergestellt. Es werden vor allem die Eisenerze Magnetit, Hämatit und Siderit abgebaut.
Chemisch reines Eisen ist ein silberweißes, verhältnismäßig weiches, dehnbares, recht reaktionsfreudiges Metall. Es wird als ferromagnetisches Material von Magneten angezogen und kann eigene Magnetfelder ausbilden. Reines Eisen wird in der Praxis relativ selten verwendet, aber es geht mit etwa 80 anderen Elementen Legierungen ein, deren wichtigste Stahl und Gusseisen sind. Diese besitzen für viele Industriezweige wie die Automobilindustrie, den Maschinenbau, das Bau- und Transportwesen und die Energieerzeugung eine unersetzliche wirtschaftliche und technische Bedeutung.
Eisen ist ein essentielles Spurenelement für fast alle Lebewesen. Bei Tieren ist es ein Bestandteil des Blutes in Form von Hämoglobin in den roten Blutkörperchen und auch für die Bildung von Proteinen und Enzymen von Bedeutung.
- ↑ a b Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
- ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Eisen) entnommen.
- ↑ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
- ↑ a b c d e Eintrag zu iron in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd). Abgerufen am 11. Juni 2020.
- ↑ a b c d e Eintrag zu iron bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
- ↑ K. Schubert: Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente. In: Acta Crystallographica. 1974, B30, S. 193–204 (doi:10.1107/S0567740874002469).
- ↑ Referenzfehler: Ungültiges
<ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen Okrusch. - ↑ Referenzfehler: Ungültiges
<ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen Zhang. - ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. Auflage. Walter de Gruyter, 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
- ↑ Jan Hoinkis: Chemie für Ingenieure. John Wiley & Sons, 2015, ISBN 978-3-527-68456-4, S. 162.
- ↑ L. J. Swartzendruber: The Fe (Iron) system. In: Bulletin of Alloy Phase Diagrams. Band 3, Nr. 2, 1982, S. 161–165, doi:10.1007/BF02892374.
- ↑ W.F. Roeser, H.T. Wensel: Freezing temperatures of high-purity iron and of some steels. In: Journal of Research of the National Bureau of Standards. Band 26, Nr. 4, 1941, S. 273, doi:10.6028/jres.026.015.
- ↑ Referenzfehler: Ungültiges
<ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen Holleman-Wiberg. - ↑ S. L. Keshava, K. Gopala, P. Venkataramaiah: Decay energy of 55Fe from its inner bremsstrahlung spectrum. In: Pramana. Band 56, Nr. 6, 2001, S. 735–744, doi:10.1007/s12043-001-0074-0.
- ↑ G. Rugel, T. Faestermann, K. Knie, G. Korschinek, M. Poutivtsev, D. Schumann, N. Kivel, I. Günther-Leopold, R. Weinreich, M. Wohlmuther: New Measurement of the 60Fe Half-Life. In: Physical Review Letters. 103, 2009, S. 072502, doi:10.1103/PhysRevLett.103.072502.
- ↑ Graham A. Webb: Annual Reports on NMR Spectroscopy. Elsevier Science, 2022, ISBN 978-0-323-98874-2, S. 188 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Referenzfehler: Ungültiges
<ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen GESTIS. - ↑ Dieses Element in massiver Form ist nach GESTIS, Abschnitt „Chemische Eigenschaften“ nicht als Gefahrstoff eingestuft.