铁同位素

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铁同位素

铁是一种柔软、白色、有延展性的金属,是地壳中第四丰富的元素。只有它是可以回火的金属。其体心立方结构在 910 ℃ 下保持稳定;从 910 ℃ 到 1390 ℃,它具有面心立方形式;当超过 1390 ℃ 时,它会恢复到体心形式。其机械性能会因杂质(尤其是碳)而改变。铁的化学反应活性很高,是一种强还原剂,在潮湿空气中容易氧化,受热时与蒸汽反应生成氢气和氧化铁。它被磁铁吸引并迅速失去磁性。它在常温下具有铁磁性,但当加热到居里点 768 ℃ 时就会变成顺磁性。


同位素Z(p)N(n)原子质量自然丰富浓缩水平化学形态
铁54 26 28 53.9396135.85% 94.30-99.90%金属
铁54262853.9396135.85%>99.80%氧化物
铁56 26 30 55.93494191.75% ≥99.90% 金属
铁56263055.93494191.75%≥99.70%氧化物
铁57 26 31 56.9353982.12% >95.00% 金属 
铁57263156.9353982.12%>95.00%氧化物
铁58 26 32 57.9332800.28% 92.80-99.80% 金属 
铁58263257.9332800.28%92.80-99.80%氧化物


铁表现出单一置换反应,从盐溶液中沉淀出较少的正电性金属。因此,固体铁可以还原许多金属,例如铜、银、金、汞、锡和镍。固体铁在有水的情况下与氧气发生反应而生锈;在潮湿的空气中,它会迅速转化为铁锈。


铁存在于每个哺乳动物细胞中,对于生命过程至关重要。它与多种蛋白质结合,存在于血液组织中。铁作为碳钢的工业用途非常广泛,超过任何其他合金的用途(碳钢是含不同比例碳的铁合金)。非钢铁合金如铸铁、锻铁、镍铁和硅铁也有许多重要的应用。铁的另一个重要应用是作为工业催化剂:它用于合成氨的哈伯法和生产合成汽油的费托法中的催化剂组合物。