Elements Químics

El ferro pur és un metall gris platejat, bon conductor de l'electricitat, tou, dúctil i mal·leable a temperatura ordinària, que es torna plàstic per sobre dels 790ºC.

El ferro es magnetitza fàcilment a temperatura ordinària; és difícil de magnetitzar en calent i per sobre dels 790ºC la propietat magnètica desapareix.

El metall existeix en tres formes diferents: ordinari, o a-Fe (ferro alfa) d'estructura cúbica centrada en el cos, g-Fe (ferro gamma) d'estructura cúbica centrada en les cares i d-Fe (ferro delta) d'estructura similar a la forma alfa i també de propietats semblants.

La transició des d'a-Fe a g-Fe es produeix al voltant dels 910ºC, i la transició des de g-Fe a d-Fe es produeix al voltant dels 1.400ºC. Les diferents propietats físiques de totes les formes al·lotròpiques i el seu comportament diferent per addicionar el carboni juguen un important paper en la formació, l'enduriment i temprança de l'acer.

Massa Atòmica	55,845 uma
Punt de Fusió	1808 K
Punt d'Ebullició	3023 K
Densitat	7874 kg/m³
Duresa (Mohs)	4,5
Potencial Normal de Reducció	- 0,04 V Fe³⁺ \| Fe solució àcida
Conductivitat Tèrmica	72,80 J/m s ºC
Conductivitat Elèctrica	103,0 (mOhm.cm)^-1
Calor Específica	459,80 J/kg ºK
Calor de Fusió	14,9 kJ/mol
Calor de Vaporització	351,0 kJ/mol
Calor d'Atomització	418,0 kJ/mol d'àtoms
Estats d'Oxidació	-2, -1, +1, +2, +3 , +4, +5, +6
1a Energia d'Ionització	759,3 kJ/mol
2a Energia d'Ionització	1561,1 kJ/mol
3a Energia d'Ionització	2957,3 kJ/mol
Afinitat Electrònica	15,7 kJ/mol
Radi Atòmic	1,26 Å
Radi Covalent	1,17 Å
Radi Iònic	Fe⁺² = 0,76 Å Fe⁺³ = 0,64 Å
Volum Atòmic	7,1 cm³/mol
Polaritzabilitat	8,4 Å³
Electronegativitat (Pauling)	1,83

Químicament, el ferro és un metall actiu. Es combina amb els halògens, sofre, fòsfor, carboni i silici. Desplaça l'hidrogen de la majoria dels àcids diluïts. Crema en l'oxigen per formar òxid ferrós-fèrric, Fe₃O₄. Exposat a l'aire humit, es corromp lentament, formant un òxid fèrric hidratat de color marró vermellós i textura porosa, generalment conegut com a orí. La formació d'orí és un fenomen electroquímic en el qual les impureses presents en el ferro formen un parell elèctric amb el ferro metàl·lic. L'aigua procedent de l'atmosfera proporciona una solució electrolítica i s'estableix un petit corrent. En aquest procés el ferro metall es descompon i reacciona amb l'oxigen de l'aire per formar orí. La reacció és més ràpida en els llocs on s'acumula l'orí i també s'afavoreix per la presència d'aigua i electròlits com la sal.

El ferro es combina directament amb la majoria de no-metalls. Escalfat al roig blanc, crema en l'oxigen formant òxid ferrós-fèrric Fe₃O₄ i descompon el vapor d'aigua alliberant hidrogen. Es dissol en els àcids diluïts, però quan es submergeix en l'àcid nítric concentrat, forma una capa d'òxid que el fa passiu, és a dir, no reacciona químicament amb àcids ni amb altres substàncies. La capa protectora d'òxid es trenca fàcilment i, aleshores, torna a ser actiu.