У періодичній таблиці елементів Менделєєва залізо знаходиться в побічній підгрупі VIII групи, четвертому періоді. На зовнішньому електронному шарі воно має два електрони - 4s (2). Оскільки електронами заповнюються також d-орбіталі передостаннього електронного шару, залізо належить до d-елементів. Його загальна електронна формула - 1s (2) 2s (2) 2p (6) 3s (2) 3p (6) 3d (6) 4s (2).
Інструкція
1. За фізичними властивостями залізо - сріблясто-сірий метал з великою міцністю, пластичністю, ковкістю, ферромагнітен (має сильні магнітні властивості). Його щільність - 7,87 г/см ^ 3, температура плавлення - 1539оС.
2. У природі залізо - другий за поширеністю метал після алюмінію. У вільному вигляді воно може зустрічатися лише в метеоритах. Найбільш важливі його природні сполуки - червоний залізняк Fe2O3, бурий залізняк Fe2O3 3H2O, магнітний залізняк Fe3O4 (FeO Fe2O3), залізний колчедан, або пірит, FeS2. З 'єднання заліза можна виявити також у складі живих організмів.
3. Валентні, тобто реакційноздатні, електрони в атомі заліза знаходяться на останньому (4s (2)) і передостанньому (3d (6)) електронних шарах. При збудженні атома електрони на останньому шарі розпаровуються, і один з них переходить на вільну 4p-орбіталь. У хімічних реакціях залізо віддає свої електрони, виявляючи ступені окислення + 2, + 3 і + 6.
4. У реакціях з речовинами залізо відіграє роль відновителя. При звичайній температурі воно не взаємодіє навіть з найсильнішими окислювачами, такими як кисень, галогени і сірка, але при нагріванні активно реагує з ними, утворюючи відповідно оксид заліза (II, III) - Fe2O3, галогеніди заліза (III) - наприклад, FeCl3, сульфід заліза (II) - FeS. При ще більшому нагріванні воно вступає в реакцію з вуглецем, кремнієм і фосфором (результати реакцій - карбід заліза Fe3C, силіцид заліза Fe3Si, фосфід заліза (II) Fe3P2).
5. Залізо реагує і зі складними речовинами. Так, на повітрі в присутності вологи воно корродує: 4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3. Так утворюється іржа. Як метал середньої активності, залізо витісняє водень з розбавлених соляної та сірчаної кислот, при високій температурі взаємодіє з водою: 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑.
6. Концентрована сірчана кислота при звичайній температурі пасивує залізо, при нагріванні - окисляє його до сульфату заліза (III). У цій реакції виділяється сірчистий газ SO2. Концентрована азотна кислота також пасивує цей метал, але розбавлена - окисляє до нітрату заліза (III). В останньому випадку виділяється газоподібний оксид азоту (II) NO. Залізо витісняє з розчинів солей метали, розташовані в електрохімічному ряду напружень правіше його: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu.