ما هو عنصر الحديد ، ومعلومات وحقائق عن معدن الحديد
الحديد (Fe) له عدد ذري من ستة وعشرين. تم استخدام هذا العضو الوفير للغاية في مجموعة المعادن منذ العصور القديمة.
الحديد هو عنصر كيميائي وفلزي، وهو أحد أقدم المعادن اكتشافا. رمزه Fe وعدده الذري يقع بالمجموعة الثامنة والدورة الرابعة من الجدول الدوري. هو ضروري لحياة الإنسان والحيوان كونه يدخل في تركيب خضاب الدم، وكذلك لحياة النباتات كونه أحد العناصر الضرورية لتكوين الكلوروفيل، ويدخل في كل شيء تقريبا.
هو رابع العناصر تواجدا في القشرة الأرضية، غالبا ما يتواجد في الطبيعة في صورة أكاسيد. في هيئته العنصرية هو فلز قابل للطرق والسحب. ويعتبر الحديد وسبائكه أكثر المواد المعدنية استخداما على الإطلاق. كما يعتبر الحديد أكثر العناصر الكيميائية استقرارا على الإطلاق بسبب توازن القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية داخل نواة الذرة، فالعناصر الأخف وزنا يمكنها من خلال الاندماج النووي - والعناصر الأثقل وزنا من خلال الانشطار النووي - أن يصبحوا أقرب في صفاتهم للحديد.
معدن الحديد في الأصل فضي اللون، إلا أنه يتأكسد في الهواء. ويعد الحديد أقوى الفلزات على الإطلاق وأكثرها أهمية للأغراض الهندسية شرط حمايته من الصدأ (أي التفاعل مع الأكسجين). وهناك عدة طرق لحماية الحديد من الصدأ وأبسطها على الإطلاق منع تماس الأكسجين أو الرطوبة عن الحديد وذلك بتغليف الحديد بمادة عازلة مثل استخدام الأصباغ أو عوازل PVC مثلاً. ومن أفضل الطرق المستخدمة لحمايته هي استخدام نظام الحماية الكاثودية لحماية الحديد من الصدأ والتآكل.
معدن الحديد في حالته النقية أكثر ليونة من الألومنيوم، وتزداد صلادته بإضافة بعض العناصر السبائكية كالكربون بنسب معينة، فيتكون سبيكة الصلب، وهي أقوى ألف مرة من الحديد النقي. يتراوح تكافؤ الحديد بين (2-) و(6+)، إلا أنه في أشهر حالاته يكون تكافؤه (2+) أو (3+).
حقائق مثيرة للاهتمام حول معدن الحديد:
- يوجد الحديد في العديد من حالات الأكسدة المختلفة.
- بينما يوجد الحديد غالبا في البيئات منخفضة الأكسجين ، إلا أنه شديد التفاعل مع كل من الأكسجين والماء.
- غالبا ما يظهر الحديد بلون فضي لامع ، لكنه يتأكسد ليصدأ في الهواء.
- الحديد النقي هو في الواقع طري للغاية.
- تعمل عملية الصهر على تقوية الحديد إلى قوة أكثر قابلية للاستخدام.
- يمكن أن يكون الفولاذ أصلب ألف مرة من الحديد النقي.
- الحديد ضروري للكائنات الحية وخاصة الحيوانات.
- يلعب الحديد دورا حيويا في نقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم.
- يرجع اللون الأحمر الغامق للدم إلى البروتينات الغنية بالحديد الموجودة في جميع الكائنات الحية.
- خصائص الحديد مستقرة لدرجة أن الحديد غالبا ما يستخدم للمقارنة والمعايرة.
- يحتوي الحديد على أربعة أشكال متآصلة معروفة.
- الفريت هو أكثر أشكال الحديد استقرارا في ظل الظروف العادية.
- يحتوي الحديد أيضا على أربعة نظائر معروفة.
- من بين جميع النظائر ، فإن النظير الوحيد الذي له دوران نووي هو Fe-57.
- Fe-56 هو أكثر نظائر الحديد وفرة.
- بدأ إنتاج العديد من الأدوات بسبب الحديد.
- الحديد في الواقع سام في الجرعات العالية ، يتحد مع الأكسجين لتشكيل الجذور الحرة.