FERL'élément métallique
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Le fer est l'élément chimique métallique de numéro atomique 26, de symbole Fe. Dans la classification périodique, il se place dans la première série de transition entre le manganèse et le cobalt. Ses propriétés chimiques sont voisines de celles du cobalt.
C'est un métal très ductile et malléable qu'on peut modeler sans le fondre. Les propriétés mécaniques dépendent de la pureté et sont en particulier grandement modifiées dans les aciers (alliages avec le carbone et divers éléments). Elles peuvent être très améliorées par des traitements thermiques.
En outre, le fer subit une importante corrosion, ce qui explique qu'il subsiste peu d'objets anciens façonnés dans ce métal, par comparaison à ceux qui sont en or, en argent ou en cuivre.
Physico-chimie
Il existe quatre isotopes stables, de nombre de masse 56, 54, 57 et 58, classés par ordre d'abondance. Six isotopes radioactifs de nombre de masse 52, 53, 55, 59, 60 et 61, de période de décroissance respective 8 h, 9 min, 3 ans, 45 j, 105 ans et 100 min ont été synthétisés.
La résistivité électrique du fer est très sensible aux traces d'impuretés et aux défauts de structure des échantillons. C'est ce qui explique que les résultats publiés ne soient pas toujours identiques. À 0 0C, les valeurs trouvées s'échelonnent entre 8,57 et 9,67 μΩcm ; à 20 0C, entre 9,68 et 10,5 μΩcm. Le rapport de résistivité résiduelle à l'hydrogène liquide (ρamb/ρH) peut atteindre 5 500.
Dans le domaine optique, le spectre du fer est très complexe : entre 185,5 nm et 1197,3 nm, il comporte 3 606 raies dont certaines ont été choisies comme références.
Quelques propriétés sont données au tableau.
Fer : caractéristiques physiques
Tableau
Quelques caractéristiques physiques du fer.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Écrit par :
- Simone TALBOT-BESNARD : maître de recherche au C.N.R.S.
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HÉMATITE ou OLIGISTE
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HÉMOGLOBINE
Dans le chapitre « Structure et fonction de la molécule » : […] Félix Haurowitz a découvert en 1938 que la désoxyhémoglobine et l' oxyhémoglobine cristallisaient différemment, comme si elles étaient chimiquement différentes, ce qui implique que l'hémoglobine n'est pas un bidon d' oxygène mais un poumon moléculaire dont la structure change selon qu'il capte l'oxygène ou qu'il s'en décharge. En 1965, Jacques Mon […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemoglobine/#i_9738
HÉMOGLOBINOPATHIES
Dans le chapitre « Hémoglobines M » : […] Le fer de l'hème existe normalement à l'état ferreux divalent. Il est relié à la globine par des liaisons faibles. Certaines mutations modifient les relations entre l'hème et la globine. Le fer est alors oxydé en fer ferrique trivalent. L'hémoglobine est transformée en méthémoglobine qui n'est pas capable d'assurer la fonction d'oxygénation. On o […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemoglobinopathies/#i_9738
HOMÈRE
Dans le chapitre « « Le trésor de Troie » » : […] En 1996, un événement de la plus haute importance est venu réjouir le monde savant : la publication du catalogue de l'exposition Le Trésor de Troie , organisée par le musée Pouchkine de Moscou. La fameuse collection Schliemann, que, jusqu'en 1993, on a cru disparue avec la chute de Berlin en 1945, fondue, dispersée et perdue pour l'humanité, était […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/homere/#i_9738
INDUSTRIE - Industrialisation et formes de société
Dans le chapitre « La première révolution industrielle : l'ère du charbon » : […] La première révolution industrielle, que l'on dit « paléotechnique » selon l'expression de Lewis Mumford (« l'ère de la houille »), était déterminée par l'invention de la machine à vapeur, due à l'Écossais James Watt, à la fin du xviii e siècle ; celle-ci, qui supposait l'extraction du charbon, allait être employée d'abord sur une très grande éche […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/industrie-industrialisation-et-formes-de-societe/#i_9738
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LIMONITE
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MAGNÉTISME
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MAGNÉTITE
Oxyde de fer, la magnétite (du grec magnès , aimant) doit son nom à sa principale caractéristique : c'est un aimant naturel. La forme de ses cristaux permet également de la distinguer aisément, ceux-ci se présentant généralement en octaèdres, en dodécaèdres ou en rhomboèdres parfaits, dérivant d'un habitus cubique sous lequel on rencontre raremen […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetite/#i_9738
MANGANÈSE
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MARCASSITE ou MARCASITE
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MATIÈRE (physique) - Transitions de phase
Dans le chapitre « Polymorphisme cristallin » : […] Les transitions entre variétés cristallines différentes d'un même corps pur sont, elles aussi, des transitions sans paramètre d'ordre. À une température et à une pression déterminées, la phase la plus stable est celle dont le potentiel thermodynamique est le plus bas. La variation de volume qui accompagne une transition entre deux formes cristallin […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-transitions-de-phase/#i_9738
MÉTALLOGRAPHIE - Essais physiques
Dans le chapitre « Mesures du pouvoir thermoélectrique » : […] Lorsque le pouvoir thermoélectrique P d'un matériau varie de façon régulière en fonction de la température, il suffit de l'associer à un matériau de référence pour réaliser un couple à partir duquel on mesurera les variations de force électromotrice en fonction de la température. Le platine est souvent employé comme étalon ; dans le cas d'un allia […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallographie-essais-physiques/#i_9738
MÉTALLURGIE
Dans le chapitre « L'âge du fer » : […] Dès le début du III e millénaire, ou avant, Sumériens et Égyptiens, séduits par l'éclat métallique des minerais de fer bien cristallisés, la magnétite (Fe 3 O 4 ) ou l'hématite (Fe 2 O 3 ), les avaient taillés et ciselés : poids, cylindres décorés, baguettes de maquillage en témoignent. Un texte du Fayoum récemment déchiffré, et datant de 3500 ava […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallurgie/#i_9738
MÉTÉORITES
Dans le chapitre « Composition chimique » : […] La composition chimique des chondrites a une grande importance, car on considère que les abondances des éléments (sauf les plus volatils) sont les mêmes que celles de la matière solaire, connues par spectrographie. Mais la précision des données spectrographiques sur le Soleil n'est pas suffisante pour permettre de déterminer quelle est la catégori […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/meteorites/#i_9738
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Dans le chapitre « Structure globale de la Terre » : […] Le fait que des ondes sismiques peuvent se propager sur de grandes distances fut une surprise pour les physiciens qui ont observé le phénomène pour la première fois au début du xix e siècle à l'aide de pendules sensibles (Fréchet et Rivera, 2012). Plus tard en 1889, Rebeur Paschwitz observa des ondes sismiques provenant d'un séisme du Japon en All […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/seismes-et-sismologie-ondes-sismiques/#i_9738
SIDÉROBACTÉRIALES ou FERROBACTÉRIES
Dans le chapitre « Systématique » : […] Les Sidérobactériales jouent un rôle primordial dans le cycle du fer. Le fer organique (animal, végétal et bactérien) est minéralisé par voie microbiologique en donnant suivant les conditions (aérobiose ou anaérobiose), Fe 3+ , le plus souvent insoluble, ou Fe 2+ , le plus souvent soluble. Fe 3+ peut être réduit et Fe 2+ oxydé : ces deux processu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/siderobacteriales-ferrobacteries/#i_9738
SIDÉRURGIE
L'évolution de la sidérurgie dans les cent dernières années a été marquée par un accroissement considérable de la production d'acier brut : elle est passée, entre 1900 et 1993, de 35 à 725,3 millions de tonnes après un maximum de 785,1 millions de tonnes en 1989. Le niveau de la consommation annuelle d'acier par habitant dans les pays industrialisé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/siderurgie/#i_9738
SOLS - Diversité des sols
Dans le chapitre « Processus des milieux intertropicaux » : […] La fersiallitisation est liée à des conditions climatiques à fort contraste saisonnier, méditerranéennes voire subtropicales. En milieu aéré et bien drainant, l'hydrolyse provoque une importante libération de fer. Les argiles qui se forment dans de telles conditions correspondent, tout comme en milieu tempéré, au processus de bisiallitisation. Cel […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sols-diversite-des-sols/#i_9738
SPINELLES
Dans le chapitre « Magnétite » : […] La magnétite Fe 2+ Fe 2 3+ O 4 a une structure du type « spinelle inverse » avec un paramètre a = 0,839 nm ; sa formule structurale s'écrit donc, d'après la convention définie plus haut : Fe 3+ (Fe 2+ ( Fe 3+ )O 4 . Les moments magnétiques des ions Fe 3+ et Fe 2+ sont respectivement 5 et 4 magnétons de Bohr. Tous les moments en site tétraéd […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/spinelles/#i_9738
TECHNIQUES HISTOIRE DES
Dans le chapitre « Le Moyen Âge et la Renaissance » : […] Le dynamisme du x e siècle occidental a eu pour conséquence à long terme l'émergence d'une unité européenne. Entre le xii e et le xv e siècle, l'Europe occidentale va renaître sous l'influence de facteurs fort variés : l'avènement du moulin à eau comme nouveau moteur du développement rural et urbain, les perfectionnements de l'agriculture ou en […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/histoire-des-techniques/#i_9738
ZINC
Dans le chapitre « Extraction par voie hydrométallurgique » : […] Elle se déroule en quatre étapes successives : le concentré grillé est dissous dans l'acide sulfurique, les ions ferriques sont éliminés par précipitation en augmentant le pH, les autres ions métalliques présents sont éliminés par cémentation et, enfin, le zinc est obtenu par électrolyse de la solution purifiée. L'acide est régénéré lors de l'élect […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/zinc/#i_9738
Voir aussi
Pour citer l’article
Simone TALBOT-BESNARD,
« FER -
