Ж

ЕЛЯЗО

(Ferrum)

Около 6,2 % от масата на земната кора се падат на желязото. То има едно от най-стабилните атомни ядра. Елементът се намира в четвърти период и заедно с кобалта и никела изграждат първата триада на 8 Б група.

Строеж на атома

Електроните от електронната обвивка на атома на желязото, 26 на брой, са групирани в 4 електронни слоя. Във външния електронен слой има два електрона, а в предходния 14 е т.е. той е недоизграден (фиг. 1).

Фиг. 1. Строеж на атома на желязото

При химичните взаимодействия атомите на желязото участват с електроните от външния си електронен слой и с електрони, в разположения под него слой. В съединенията си се явява от +2 и +3 степен на окисление.

Физични свойства

Желязото съществува в няколко алотропни форми, устойчиви в определен температурен интервал. Те се различават по вида на кристалните си решетки. Така нареченото -желязо има обемно-центрирана кубична кристална решетка (фиг. 2 а). -желязото има кубична стенноцентрирана кристална решетка (фиг. 2 б). То в най-голяма степен разтваря въглерод С, като при 1147 ^оС образува циментит Fe₃C (железен карбид).

Фиг. 2 а. Кристална решетка на -желязо

Фиг. 2 б. Кристална решетка на -желязо

Желязото има сребърно-бял цвят със сив оттенък и силен метален блясък. Добър проводник е на топлина и на електричество.То е високотопим (t_т = 1536 ^о С, t_u = 2879 ^оС ) и тежък метал ( = 7,9 g/cm³). Притежава голяма якост. Лесно се обработва на студено и на горещо чрез коване, изтегляне и валцуване, което го прави ценен метал за машиностроенето.

Свойството -желязото да се намагнетизира и размагнетизира и неговата устойчивост при обикновена температура се използва на направа на сърцевини за електромотори, динамомашини и други уреди.

Химични свойства

• Взаимодействие с прости вещества.

В зависимост от условията желязото се отнася по различен начин към кислорода. При обикновена температура в сух въздух не реагира. При загряване до 200 ^оС повърхността му се покрива с плътна оксидна корица, която го предпазва от понататъшно окисляване. При горене на железен прах в чист кислород реакцията е много енергична и протича с отделяне на топлина и светлина:

При загряване желязото реагира и с хлор, сяра и други неметали. Взаимодействието на желязо и сяра в стехеометрично съотношение 7 : 4 е показано на фиг. 3.