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Données v · d · m
Manganèse - Fer - Cobalt - Fe Ru 26 Fe Table complète - Table étendue
Général
Nom, Symbole, Numéro	Fer, Fe, 26
Série chimique	Métaux de transition
Groupe, Période, Bloc	8, 4, d
Masse volumique	7 874 kg/m3
Couleur	Blanc argenté ; reflets gris
Propriétés atomiques
Masse atomique	55,845 u
Rayon atomique (calc)	140 (156) pm
Rayon de covalence	125 pm
Rayon de van der Waals	ND pm
Configuration électronique	[Ar] 3d6 4s2
Électrons par niveau d'énergie	2, 8, 14, 2
État(s) d'oxydation	2, 3, 4, 6
Oxyde	Amphotère
Structure cristalline	Cubique centré
Propriétés physiques
État ordinaire	Solide ferromagnétique
Température de fusion	1808 K
Température de vaporisation	3023 K
Énergie de fusion	13,8 kJ/mol
Énergie de vaporisation	349,6 kJ/mol
Volume molaire	7,09×10−6 m3/mol
Pression de la vapeur	7,05 Pa
Vélocité du son	4910 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling)	1,83
Chaleur massique	440 J/(kg·K)
Conductivité électrique	9,93×106 S/m
Conductivité thermique	80,2 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation	762,5 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation	1561,9 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation	2957 kJ/mol
4e potentiel d'ionisation	5290 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD 54Fe 5,8 stable avec 26 neutrons 55Fe syn, 2,73 a ε 0,231 55Mn 56Fe 91,72 stable avec 30 neutrons 57Fe 2,2 stable avec 31 neutrons 58Fe 0,28 stable avec 32 neutrons 59Fe {syn.} 44,503 d β- 0,231 59Co 60Fe {syn.} 1,5×106 a β- 3,978 60Co
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26.

Le noyau de l'atome de fer 56 est l'isotope le plus stable de tous les éléments chimiques, car il possède l'énergie de liaison par nucléon la plus élevée.

Le fer est le dernier élément pouvant être produit par les réactions de fusion au cœur des étoiles (si celles-ci pèsent au moins 5 masses solaires) et donc l'élément le plus lourd dont la formation ne nécessite pas un évènement cataclysmique comme une supernova.

Histoire et étymologie [modifier]

Le nom du fer vient du latin classique ferrum : fer ; objet en fer ; épée ; chaînes.

Les premières preuves de l'utilisation du fer remontent à environ 4000 av. J.-C., chez les Égyptiens et Sumériens. Quelques objets comme des pointes de lances, des dagues et des ornements étaient forgés de fer provenant de météorites.

Propriétés [modifier]

Propriétés physiques [modifier]

C'est un métal qui, en fonction de la température, se présente sous plusieurs formes allotropiques. Dans les conditions normales de pression et de température, c'est un solide cristallin de structure cubique centré (fer α ou ferrite) ; à partir de 912 °C, il devient cubique à faces centrées (fer γ ou austénite). Au-delà de 1 394 °C, il redevient cubique centré (fer δ).

Le fer est ferromagnétique : les moments magnétiques des atomes s'alignent sous l'influence d'un champ magnétique extérieur et conservent leur nouvelle orientation après la disparition de ce champ.

Des courants de convection riches en fer liquide dans la couche externe du noyau terrestre (noyau externe) sont supposés être à l'origine du champ magnétique terrestre.

Propriétés chimiques [modifier]

Laissé à l'air libre en présence d'humidité, il se corrode en formant de la rouille Fe₂O₃. La rouille étant un matériau poreux, la réaction d'oxydation peut se propager jusqu'au cœur du métal, contrairement, par exemple, à l'aluminium, qui forme une couche fine d'oxyde imperméable.

En solution, il présente deux valences principales :

• Fe²⁺ qui présume faible couleur verte ;
• Fe³⁺ qui possède une couleur rouille caractéristique. Fe³⁺ peut être réduit par du cuivre métallique, par exemple, réaction à l'origine du procédé de gravure des circuits imprimés par le perchlorure de fer, FeCl₃.

L'hémoglobine du sang, qui permet aux globules rouges de transporter le dioxygène, contient du fer.

Gisements [modifier]

Dépôt de minerai de fer d'une usine