鉄の構造と結合
鉄(Fe)は、豊富な多様な構造的および結合特性を備えた魅力的な要素です。主要な側面の内訳は次のとおりです。
1。結晶構造:
* 室温では、鉄はα-鉄として知られる体中心の立方体(BCC)構造に存在します。 この構造は、立方体の角と中心を占める鉄原子によって特徴付けられます。
* 912°Cを超えると、鉄は顔中心の立方体(FCC)構造に移行します。 この構造には、立方体の角と面に鉄原子があります。
* さらに高い温度(1394°C)で、鉄はΔ鉄として知られるBCC構造に戻ります。
* 融点(1538°C)で、鉄は液体になります。
2。結合:
* 金属結合: 鉄の主要な結合は、金属結合です。 このタイプの結合には、正に帯電した金属イオンの格子の間で共有される非局在電子の「海」が含まれます。これらの電子の自由な動きは、鉄の優れた導電率と柔軟性を説明しています。
3。磁気特性:
* 強磁性: 鉄は強磁性です 材料は、強い磁気特性を示すことを意味します。これは、金属格子の電子スピンのアライメントから生じます。
* キュリー温度: 鉄の強磁性は温度依存性です。キュリーの温度(770°C)を超えると、鉄は強磁性を失い、常磁性になります。
4。同種:
* α-Iron: これは、室温で最も安定した鉄です。比較的柔らかくて延性があります。
* γ-Iron: この相は、α-鉄よりも順応性があり延性があります。
* Δ-iron: 構造がα鉄と同様に、Δ鉄はあまり一般的ではなく、存在の温度範囲が比較的短いです。
5。鉄化合物:
* 酸化物: 鉄は、酸化鉄(FO)、酸化鉄(Fe2O3)、マグネタイト(Fe3O4)を含むさまざまな酸化物を形成します。これらの酸化物は、錆やその他の腐食生成物の形成に関与しています。
* 硫化物: 鉄は黄鉄鉱(FES2)のような硫化物を形成します。これらはさまざまな鉱物にあります。
* ハロゲン化: 鉄は、産業プロセスで使用される塩化第一(FECL2)や塩化鉄(FECL3)のようなハロゲン化物を形成します。
6。アプリケーション:
* スチール生産: 鉄は、鋼の主要な成分であり、無数の構造と製品の基礎を形成する汎用性が高く強力な合金です。
* 構造: 鉄は、鉄筋や構造鋼などの建築材料で使用されます。
* 輸送: 鉄は、車両、船、列車で使用されます。
* 電子機器: 鉄は、電子機器とデータストレージの磁気材料で使用されます。
要約:
鉄の構造と結合特性により、多用途で重要な金属になります。その金属結合は、その導電率、順応性、および延性に寄与します。その強磁性は、磁気アプリケーションに不可欠です。その多様な同種形態とさまざまな化合物は、さまざまな業界で幅広い用途を提供します。