Железо
Железо находится в 4-м периоде, VIII B группе (семейство d-элементов), Z = 26, конфигурация [Ar] 3d⁶ 4s²; в соединениях проявляет степени окисления +2 и +3: сначала оно теряет два 4s-электрона, затем один 3d-электрон. После алюминия это самый распространённый металл в земной коре (примерно 4–5 %); его минералы — магнетит Fe₃O₄, гематит Fe₂O₃, лимонит, сидерит FeCO₃ и пирит FeS₂. Железо получают из его оксидов восстановлением оксидом углерода, водородом или алюминием: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Это серебристый, мягкий, ковкий металл, притягивающийся магнитом (температура плавления 1539 °C, плотность около 7,87 г/см³). При нагревании на воздухе оно образует окалину: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄; с серой Fe + S → FeS, с хлором 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ (с Cl₂ железо даёт +3, с S +2). Поскольку оно стоит до водорода в ряду активности, оно вытесняет водород из разбавленных кислот с образованием солей Fe²⁺: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑; оно вытесняет менее активный металл из раствора соли: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Холодные концентрированные H₂SO₄ и HNO₃ пассивируют железо, поэтому их перевозят в железных ёмкостях. Во влажном воздухе железо ржавеет: 4Fe + 6H₂O + 3O₂ → 4Fe(OH)₃.
Безопасное наблюдение: с помощью магнита отделите железные опилки от песка или муки; на уроке несколько дней наблюдайте за железными гвоздями в чистой воде, в солёной воде и смазанными маслом и запишите, где ржавчина появляется быстрее всего. Горение железа в кислороде или проверку его кислотами проводит только учитель; не проводите таких опытов дома.