Ferro

Il ferro è l'elemento chimico di numero atomico 26. Il suo simbolo è Fe, che prende origine da ferrum, il nome latino di questo elemento metallico.[2][3] È il primo elemento del gruppo 8 del sistema periodico, facente parte del blocco d, ed è quindi un elemento di transizione della prima serie (4° periodo). Nella vecchia nomenclatura la triade ferro, cobalto e nichel faceva parte del gruppo VIII della tavola periodica, e questo era detto proprio gruppo del ferro.[4][5]

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Ferro
26 Fe                                                                                                                                                                                                                                               manganese ← ferro → cobalto
Aspetto
Metallo argenteo
Linea spettrale
Generalità
Nome, simbolo, numero atomico	ferro, Fe, 26
Serie	metalli di transizione
Gruppo, periodo, blocco	8 (VIIB), 4, d
Densità	7860 kg/m³[1]
Durezza	4,0
Configurazione elettronica
Termine spettroscopico	5D4
Proprietà atomiche
Peso atomico	55,84 u
Raggio atomico (calc.)	140(156) pm
Raggio covalente	116 pm
Configurazione elettronica	[Ar]3d64s2
e− per livello energetico	2, 14, 8, 2
Stati di ossidazione	2,3,4,6 (anfotero)
Struttura cristallina	cubica a corpo centrato cubica a facce centrate fra 907 °C e 1 400 °C
Proprietà fisiche
Stato della materia	solido (ferromagnetico)
Punto di fusione	1 808 K (1 535 °C)
Punto di ebollizione	3 134 K (2 861 °C)
Volume molare	7,09×10−6m³/mol
Entalpia di vaporizzazione	349,6 kJ/mol
Calore di fusione	13,8 kJ/mol
Tensione di vapore	7,05 Pa a 1 808 K
Velocità del suono	4910 m/s a 293,15 K
Altre proprietà
Numero CAS	7439-89-6
Elettronegatività	1,83 (scala di Pauling)
Calore specifico	440 J/(kg·K)
Conducibilità elettrica	9,96×106/(m·Ω)
Conducibilità termica	80,2 W/(m·K)
Energia di prima ionizzazione	762,5 kJ/mol
Energia di seconda ionizzazione	1 561,9 kJ/mol
Energia di terza ionizzazione	2 957 kJ/mol
Energia di quarta ionizzazione	5 290 kJ/mol
Isotopi più stabili
iso NA TD DM DE DP 54Fe 5,8% Fe è stabile con 28 neutroni 55Fe sintetico 2,73 anni ε 0,231 55Mn 56Fe 91,72% Fe è stabile con 30 neutroni 57Fe 2,2% Fe è stabile con 31 neutroni 58Fe 0,28% Fe è stabile con 32 neutroni 59Fe sintetico 44,503 giorni β− 1,565 59Co 60Fe sintetico 2,6×106 anni β− 3,978 60Co
iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento

Il ferro chimicamente puro in condizioni ambiente è un metallo relativamente tenero, duttile e malleabile, e chimicamente piuttosto reattivo.[6][7] Al di sotto di 768 °C, punto di Curie, esibisce ferromagnetismo[8] (fenomeno che prende il nome proprio dal ferro); nel ferro, infatti, questo si manifesta più intensamente che nel cobalto o nel nichel, che sono gli elementi immediatamente successivi nella tavola periodica.[9][4][5] Un campione di ferro puro abraso di fresco ha lucentezza grigio-argentea,[7] che però all'aria, per azione dell'ossigeno e dell'umidità, va lentamente persa e la superficie poi si ricopre di una patina incoerente, nota come ruggine; questa consiste di ossidi e ossidi-idrossidi misti (tra cui FeOOH).[10] La ruggine, tuttavia, non protegge il metallo sottostante da ulteriore corrosione,[11] con il conseguente notevole impatto economico, che si è cercato di quantificare.[12]

Questo elemento si trova quasi sempre legato ad altri quali: carbonio, silicio, manganese, cromo, nichel, ecc. Con il carbonio il ferro forma le sue due leghe più conosciute: l'acciaio e la ghisa. La parola "ferro" è scorrettamente usata nel linguaggio comune per indicare anche le "leghe di ferro" a bassa resistenza, gli acciai dolci.

A livello industriale si riesce ad ottenere ferro con una purezza che si avvicina al 100%. Questo prodotto viene poi utilizzato per essere legato ad altri elementi chimici per ottenere leghe dalle più diverse caratteristiche.

Estremamente importante nella tecnologia per le sue caratteristiche meccaniche e la sua lavorabilità, in passato fu tanto importante da dare il nome ad un intero periodo storico: l'età del ferro.