铁矿

　　铁元素(Ferrum)的原子序数为26，符号为Fe。在元素周期表上，铁是第四周期第八副族(ⅧB)的元素。它与钴和镍同属四周期ⅧB族。

　　在自然界中，铁元素有4种稳定同位素，其同位素丰度(%)如下(Hertz，1960)：

　　54Fe—5.81，56Fe—91.64，57Fe—2.21，58Fe—0.34。

　　铁的原子量平均为55.847(当12C=12.000时)。

　　铁的原子半径，取12配位数时，为1.26?10-10m。铁的原子体积为7.1cm3/克原子，原子密度为7.86g/cm3。

　　铁原子的电子结构是3d64s2。

　　铁原子很容易失掉外层的两个s电子而呈正二价离子(Fe2 )。如果再失掉次外层的1个d电子，则呈正三价离子(Fe3 )。铁元素的这种变价特征，导致铁在不同氧化还原反应中显示出不同的地球化学性质。

　　铁原子失去个电子的电离势(I1)为7.90eV，失去第二个电子的电离势(I2)为16.18eV，失去第三个电子的电离势(I3)为30.64eV。

　　铁的离子半径随配位数和离子电荷而变化。据Ahrens(1952)资料，取6配位数时，Fe2 的离子半径为0.074nm，Fe3 的离子半径为0.064nm。铁离子在含氧盐和卤化物等中构成离子化合物。

　　铁常与硫和砷等构成共价化合物。铁的共价半径为1.17?10－10m。其键性强度可用铁和硫、砷等的电负性差求得。铁的电负性，Fe2 为1.8，Fe3 为1.9(波林，1964)。

　　凡是原子半径与铁相近的元素，当晶体结构相同时，易与铁形成金属互化物，如铁和铂族形成的金属互化物粗铂矿(Pt，Fe)。凡是离子半径与铁相近的元素，当化学结构式相同时，易与铁发生类质同象替换，如硅酸盐中的铁橄榄石和镁橄榄石类质同象系列；碳酸盐中的菱铁矿和菱锰矿类质同象系列；以及钨酸盐中的钨铁矿和钨锰矿类质同象系列，等等。

　　离子电位(Φ)是一个重要的地球化学指标。Fe2 的离子电位为2.70，可在水溶液中呈自由离子(Fe2 )迁移。Fe3 的离子电位较高，为4.69，它易呈水

　　铁矿

　　铁矿

　　解产物沉淀。因此，在还原条件下，有利于Fe2 呈自由离子迁移；在氧化条件下，则Fe2 易氧化为Fe3 而呈水解产物沉淀。与铁共沉淀的元素(同价的或异价的)共生组合，可用离子电位图来预测。

　　铁及其化合物的密度、熔点和沸点，以及它们在水中的溶解度或溶度积，是决定铁进行地球化学迁移的重要物理常数。

　　铁化合物的溶度积(18℃时)，Fe(OH)3为1.1?10-36，Fe(OH)2为1.04?10-14，FeS为3.7?10-19，等等。

　　铁的熔化潜热为269.55J/g，蒸发潜热为6343J/g。