خصائص الحديد الفيزيائية
محتويات المقال
الحديد
ferrum، ينضم هذا العنصر الكيميائي لعائلة الفلزات، ويعتبر من أكثر المعادن قدماً من حيث الاكتشاف، ويحتل موقعاً له في الجدول الدوري في المجموعة الثامنة، الدورة الرابعة، ويتخذ من الرقم 26 عدداً ذرياً له، ويرمز له كيميائياً بالرمز Fe.
يعتبر من العناصر الهامة في الحياة سواء للإنسان أو الحيوان، فيعتبر أحد مكونات خضاب الدم، كما تعتمد عليه النباتات كعنصر ضروري للتمثيل الغذائي وبالتالي تكوين مادة الكلوروفيل.
يعّد عنصر الحديد الرابع من حيث التواجد في القشرة الأرضية، ويمكن العثور عليه في الطبيعة على هيئة أكاسيد، ويمتاز بقابليته للطرق والسحب، وكما يعّد الأكثر استخداماً من بين المواد المعدنية، ويعّد عنصراً مستقراً نظراً للتوازن بين قوتي الكهرومغناطيسية والنووية القوية الكامنة داخل نواة الذرة.
تكوّن الحديد
تبدأ دورة حياة عنصر الحديد بالتزامن مع انتهاء دورة حياة النجوم العملاقة بالاعتماد على عملية تسمى باحتراق السيليكون، وتكون بداية العملية باندماج بين نواتي ذرة كالسيوم مستقرة وأخرى هيليوم، وينتج عنها ذرة تيتانيوم غير المستقرة، فتبدأ الأخيرة بالاندماج مع ذرة هيليوم جديدة فينجم عن هذا الاندماج ذرة كروم غير مستقرة، ويبقى الاندماج مستمراً إلى أن يتم إنتاج ذرة حديد مستقرة Fe56.
خصائص الحديد الفيزيائية
- يتصف الحديد بالصلابة، ويتواجد باللون الفضي.
- تبلغ كثافة عنصر الحديد في درجة حرارة الغرفة 7.874 غ.سم-3
- تصل كثافة سائل الحديد عن بلوغه نقطة الانصهار 6.98 غ.سم -3
- ينصهر الحديد عن تعريضه لدرجة انصهار تقدّر بـ1538 درجة سيلسيوس، أو ما يساوي بالفهرنهايت 2800 درجة.
- يبلغ الحديد درجة الغليان عند 2862 درجة سيلسيوس.
- تقدّر حرارة الانصهار بما يساوي 13.81 كيلو جول.مول -1.
- تبلغ حرارة التبخر بـ 340 كيلو جول- مول -1.
- تعتبر بلوراته في حالة النقاء أكثر ليونة من مادة الألمنيوم.
- يمكن العثور على عنصر الحديد بثلاثة أطوار تآصلية وتكون على النحو التالي (α-Fe، γ-Fe، δ-Fe).
- يتواجد عنصر الحديد بأربعة نظائر مستقرة في الطبيعة وهي: 5.845% 54Fe و 91.754% 56Fe و 2.119% 57Fe و 0.282% 58Fe
مركبات الحديد
تعتبر مركبات الحديد في الغالب بأنها ذات تكافؤ ثلاثي أو ثنائي، فيسمى مركب الحديد ثنائي التكافؤ بالحديدوز، ومن الأمثلة عليه أكسيد الحديدوز، أما مركب الحديد ثلاثي التكافؤ فيسمى بحديديك ومن الأمثلة عليه أكسيد الحديديك.
من الممكن أن تبلغ مركبات الحديد في تكافئها إلى الدرجة السداسية ويطلق عليها حديدات البوتاسيوم K2FeO4، وكما تساهم مركبات الحديد بعدد من التفاعلات في الأكسدة البيوكيميائية، ويشار إلى أن الحديد يحتوي على مركبات عضوية أحادية التكافؤ الموجب أو السالب، بالإضافة إلى تكافؤ ثنائي سالب.
