26FeEisen

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.

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse55,845 ±0,002
Atommasse55,8452 u

Atomradien

Radius (empirisch)126 pm
Radius (berechnet)156 pm
Kovalenter Radius132 ±3 pm
Van-der-Waals-Radius194 pm

Atomhülle

ElektronenkonfigurationAr 3d6 4s2
Ionisierungsenergie(1.) 7,9024681 eV
(2.) 16,1992 eV
(3.) 30,651 eV
(4.) 54,91 eV
(5.) 75 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:2
l-Schale:8
m-Schale:14
n-Schale:2

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandfest
Dichte7,874 g·cm−3
Molares Volumen7,09·10-6 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit4.910 m·s−1 (293,1 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt1.811 K
Siedepunkt3.134 K
Flüssigkeitsbereich1.323 K
Sprungtemperatur2 K

Enthalpien

Schmelzenthalpie13,8 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie347 kJ·mol-1
Bindungsenergie415 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität449 J·kg−1·K−1
Wärmeleitfähigkeit80 W·m-1·K-1
Ausdehnungskoeffizient1,18·10-5 K-1
Austrittsarbeit4,5 eV

Härten

Mohshärte4
Brinellhärte490 NM·m-2
Vickershärte608 NM·m-2

Elastizitätseigenschaften

Youngscher Modul211 GPa
Schubmodul82 GPa
Kompressionsmodul170 GPa
Poissonzahl0,29

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit1·107 S·m-1
Wiederstand1·10-7 Ωm

Magnetismus

Magnetismusferromagnetisch

Optische Eigenschaften

Reflexionsgrad65 %

Chemische Eigenschaften

Basizitätamphoter
Oxidationszustand2, 3, 4, 5, 6
Normalpotential-0,44 V (Fe2+ + 2e- → Fe)

Elektronegativität

Pauling-Skala1,83
Sanderson-Skala2,2
Allred-Rochow-Skala1,64
Ghosh-Gupta-Skale3,583 eV
Nagle-Skale1,4
Pearson-Skale4,06 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
Kristallstrukturkubisch-körperzentriert
Goldschmidt-Klassifikationsiderophil
Supraleitermit Sprungtemperatur unter speziellen Bedingungen
Preis/kg0,424 USD

Natürliche Häufigkeiten

satellite_alt
Universum
1,1·106 ppb ≈ 1,1·1016 M☉
sunny
Sonne
1·106 ppb ≈ 1,98·1015 Mt
destruction
Meteorit
2,2·108 ppb ≈ 220 kg
public
Erdkruste
6,3·107 ppb ≈ 1,74·109 Mt
water_drop
Ozeane
3 ppb ≈ 4,11 Gt
waves
Fließendes Gewässer
670 ppb ≈ 10,7 Gt
accessibility_new
Menschlicher Körper
60.000 ppb ≈ 4,19 g