Propriétés du métal (voisines pour Co et Ni)
a. Propriétés physiques
$$Fer\text{ }\alpha \xrightarrow{906{}^\circ C}Fer\text{ }\gamma \xrightarrow{1401{}^\circ C}Fer\text{ }\delta \xrightarrow{1539{}^\circ C}Fer\text{ }liquide$$
$Fer\text{ }\alpha $ | $Fer\text{ }\gamma $ | $Fer\text{ }\delta $ | |
Maille | Cubique I | c.f.c. | Cubique I |
a(Å) | 2.86 | 3.65 | 2.93 |
rM(Å) | 1.24 | 1.29 | 1.27 |
Propriétés magnétiques : A T>TC=768°C le fer est paramagnétique
A T<768°C le fer est ferromagnétique (${{\sigma }_{s}}=1,8{{\mu }_{B}}/mol$)
Masse volumique : $\rho =7.87\text{ }g.c{{m}^{-3}}$ ($2.7\text{ }g.c{{m}^{-3}}$ pour Al)
Résistivité $\rho =9.7\mu \Omega .cm$ (pour $Al\text{ }:\text{ }2.63\mu \Omega .cm$ et pour $Cu\text{ }:\text{ }1.72\mu \Omega .cm$ ),
c'est un conducteur électrique moyen.
b. Propriétés chimiques
Très réactif : si le fer est en poudre . Le fer pyrophorique (réduction de l'oxyde par ) brûle spontanément à l'air.
Moins réactif : à l'état massif.
Combustion avec les oxydants forts : ${{O}_{2}},\text{ }{{F}_{2}},\text{ }C{{l}_{2}}\to degr\acute{e}\text{ }+III\text{ }(F{{e}_{2}}{{O}_{3}},\text{ }Fe{{F}_{3}},\text{ }FeC{{l}_{3}})$
$Fe+{\scriptstyle{}^{3}/{}_{2}}{{F}_{2}}\to Fe{{F}_{3}}$ , à froid, l'attaque s'arrête par passivation
$Fe+{\scriptstyle{}^{3}/{}_{2}}C{{l}_{2}}\to FeC{{l}_{3}}$ à 600°C, réaction exothermique
Combustion avec les oxydants faibles: $\to $ degré +II, $Fe+{{I}_{2}}\to Fe{{I}_{2}}$
Avec les non-métaux : la réaction est plus douce
Soufre $Fe(\lim aille)+S\xrightarrow{\grave{a}\,la\,flamme}F{{e}^{II}}S$
$\,FeS+S\to F{{e}^{II}}S_{2}^{-I}\,$ pyrite (type NaCl)
Azote (${{\text{N}}_{\text{2}}}\text{ ou N}{{\text{H}}_{\text{3}}}$ ) composés d'insertion qui durcissent le fer et augmentent sa résistance à l'abrasion ($\text{Fe}{{\text{N}}_{\text{x}}}$ )
Carbone $3Fe+C\xrightarrow{T>1100{}^\circ C}F{{e}_{3}}C\,\,$(cémentite) ou $3Fe+2CO\xrightarrow{\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,}F{{e}_{3}}C\,+C{{O}_{2}}$
Voir le diagramme Fe-C (perlite = acier eutectoïde 0.8% en C)
