Configuración Electrónica
Propiedades
El hierro puro
es un metal gris plateado, buen conductor de la electricidad,
blando, dúctil y maleable a temperatura ordinaria, que
se vuelve plástico por encima de los 790ºC.
El hierro se magnetiza fácilmente a temperatura
ordinaria; es difícil de magnetizar en caliente y sobre
los 790ºC la propiedad magnética desaparece.
El metal existe en tres formas diferentes: ordinario,
o a-hierro (hierro alfa) de
estructura cúbica centrada en el cuerpo, g-hierro
(hierro-gamma) de estructura cúbica centrada en
las caras y d-hierro (hierro-delta)
de estructura similar a la forma alfa y de propiedades también
parecidas.
La transición desde a-hierro
a g-hierro se produce alrededor de
los 910ºC, y la transición desde g-hierro
a d-hierro se produce alrededor de
los 1.400ºC. Las propiedades físicas diferentes de todas
las formas alotrópicas y su diferente comportamiento para
adicionar el carbono juegan un importante papel en la formación,
el endurecimiento y templando de acero.
Valores de las Propiedades
Masa
Atómica |
55,845 uma |
Punto
de Fusión |
1808 K |
Punto
de Ebullición |
3023 K |
Densidad |
7874 kg/m³ |
Dureza
(Mohs) |
4,5 |
Potencial
Normal de Reducción |
- 0,04 V Fe3+ | Fe solución
ácida |
Conductividad
Térmica |
72,80 J/m s ºC |
Conductividad
Eléctrica |
103,0 (mOhm.cm)-1 |
Calor
Específico |
459,80 J/kg·K |
Calor
de Fusión |
14,9 kJ/mol |
Calor
de Vaporización |
351,0 kJ/mol |
Calor
de Atomización |
418,0 kJ/mol de átomos |
Estados
de Oxidación |
-2, -1, +1, +2, +3 , +4, +5, +6 |
1ª
Energía de Ionización |
759,3 kJ/mol |
2ª
Energía de Ionización |
1561,1 kJ/mol |
3ª
Energía de Ionización |
2957,3 kJ/mol |
Afinidad
Electrónica |
15,7 kJ/mol |
Radio
Atómico |
1,26 Å |
Radio
Covalente
| 1,17 Å |
Radio
Iónico |
Fe+2 = 0,76 Å
Fe+3 = 0,64 Å |
Volumen
Atómico
| 7,1 cm³/mol |
Polarizabilidad
| 8,4 ų
|
Electronegatividad
(Pauling) |
1,83 |
Químicamente, el hierro es un metal activo.
Se combina con los halógenos, azufre,
fósforo, carbono
y silicio. Desplaza al hidrógeno
de la mayoría de los ácidos diluidos. Arde en el
oxígeno para formar
óxido ferrosoférrico, Fe3 O4.
Expuesto al aire húmedo, se corroe lentamente, formando
un óxido férrico hidratado de color marrón
rojizo y textura porosa, usualmente conocido como orín.
La formación de orín es un fenómeno electroquímico
en el que las impurezas presentes en el hierro formada un par
eléctrico con el hierro metal. El agua procedente de la
atmósfera proporciona una solución electrolítica
y se establece una pequeña corriente. En este proceso el hierro
metal se descompone y reacciona con el oxígeno del aire
para formar orín. La reacción es más rápida
en los lugares donde se acumula el orín y también
se favorece por la presencia de agua y electrolitos como la sal.
El hierro se combina directamente con la mayoría
de no metales. Calentado al rojo blanco, arde en el oxígeno
formando óxido ferrosoférrico Fe3 O4
y descompone el vapor de agua liberando hidrógeno.
Se disuelve en los ácidos diluidos, pero cuando se sumerge
en el ácido nítrico concentrado, forma una capa
de óxido que lo hace pasivo, esto es, no reacciona químicamente
con ácidos ni con otras sustancias. La capa protectora
de óxido se rompe fácilmente y entonces vuelve a
ser activo.
Resumen de Reactividad
Con aire: |
Suave;
Fe3O4
|
Con H2O: |
No reacciona |
Con HCl 6M: |
Suave;
H2 ; FeCl2 |
Con HNO3 15M: |
Se vuelve pasivo |
|