آهن 5 درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد و از نظر فراوانی پس از آلومینیوم در میان فلزات، رتبه دوم را در میان فلزات و چهارمین فراوانی پس از اکسیژن، سیلیکون و آلومینیوم را در میان عناصر دارد. آهن، که اصلی ترین عنصر تشکیل دهنده هسته زمین است، فراوان ترین عنصر در کل زمین (حدود 35 درصد) است و در خورشید و سایر ستارگان نسبتاً فراوان است. در پوسته، فلز آزاد نادر است، به عنوان آهن زمینی (آلیاژ شده با 2-3 درصد نیکل) در سنگ های بازالتی در گرینلند و رسوبات کربنی در ایالات متحده (میسوری) و به عنوان آهن شهاب سنگی کم نیکل (5-7 درصد) وجود دارد. نیکل)، کاماسیت. نیکل-آهن، یک آلیاژ بومی، در رسوبات زمینی (21-64 درصد آهن، 77-34 درصد نیکل) و در شهاب سنگ ها به صورت تانیت (62-75 درصد آهن، 37-24 درصد نیکل) وجود دارد. (برای خواص کانی شناسی آهن و نیکل-آهن بومی، به عناصر بومی [جدول] مراجعه کنید.) شهاب سنگ ها بر اساس نسبت نسبی محتوای آهن و سیلیکات- معدنی آنها به عنوان آهن، سنگ آهن یا سنگ طبقه بندی می شوند. آهن همچنین در ترکیب با عناصر دیگر در صدها ماده معدنی یافت می شود. هماتیت (اکسید آهن، Fe2O3)، مگنتیت (تتروکسید تری آهن، Fe3O4)، لیمونیت (هیدروکسید اکسید آهن هیدراته، FeO(OH)∙nH2O) و سیدریت (کربنات آهن، FeCO3) بیشترین اهمیت را به عنوان سنگ آهن دارند. سنگهای آذرین به طور متوسط حدود 5 درصد آهن دارند. این فلز از ذوب با کربن (کک) و سنگ آهک استخراج می شود. (برای اطلاعات خاص در مورد استخراج و تولید آهن، فرآوری آهن را ببینید.). توان کاوش شکیبا ارائه دهنده انواع آهن میباشد.

مقدار متوسط آهن در بدن انسان حدود 4.5 گرم (حدود 0.004 درصد) است که تقریباً 65 درصد آن به شکل هموگلوبین است که اکسیژن مولکولی را از ریه ها در سراسر بدن منتقل می کند. 1 درصد در آنزیم های مختلف که اکسیداسیون داخل سلولی را کنترل می کنند. و بیشتر بقیه در بدن (کبد، طحال، مغز استخوان) برای تبدیل آینده به هموگلوبین ذخیره می شود. گوشت قرمز، زرده تخم مرغ، هویج، میوه ها، گندم کامل و سبزیجات سبز بیشتر از 10 تا 20 میلی گرم آهن مورد نیاز روزانه یک بزرگسال متوسط را تامین می کنند. برای درمان کم خونی های هیپوکرومیک (ناشی از کمبود آهن)، هر یک از تعداد زیادی از ترکیبات آهن آلی یا معدنی (معمولا آهنی) استفاده می شود.

آهن که معمولاً در دسترس است، تقریباً همیشه حاوی مقادیر کمی کربن است که در طی ذوب از کک برداشت می شود. اینها خواص آن را تغییر می دهند، از چدن های سخت و شکننده حاوی حداکثر 4 درصد کربن گرفته تا فولادهای کم کربن انعطاف پذیرتر که حاوی کمتر از 0.1 درصد کربن هستند.

سه آلوتروپ واقعی آهن در شکل خالص آن وجود دارد. آهن دلتا که با ساختار کریستالی مکعبی بدنه مشخص می شود، در دمای 1390 درجه سانتی گراد (2534 درجه فارنهایت) پایدار است. در زیر این دما انتقالی به آهن گاما وجود دارد که دارای ساختار مکعبی (یا مکعبی بسته بندی نزدیک) است و پارامغناطیس است (فقط می تواند به صورت ضعیف مغناطیسی شود و فقط تا زمانی که میدان مغناطیسی وجود دارد). توانایی آن برای تشکیل محلول های جامد با کربن در فولادسازی مهم است. در دمای 910 درجه سانتیگراد (1670 درجه فارنهایت) انتقالی به آهن آلفای پارامغناطیس وجود دارد که ساختار آن نیز مکعب محور بدن است. در دمای زیر 773 درجه سانتیگراد (1423 درجه فارنهایت)، آهن آلفا تبدیل به فرومغناطیسی می شود (یعنی می تواند به طور دائم مغناطیسی شود)، که نشان دهنده تغییر در ساختار الکترونیکی است اما تغییری در ساختار بلوری وجود ندارد. در دمای بالای 773 درجه سانتیگراد (نقطه کوری خود)، فرومغناطیس خود را به طور کلی از دست می دهد. آهن آلفا یک فلز نرم، انعطاف پذیر، براق، خاکستری سفید با استحکام کششی بالا است.

آهن خالص کاملاً واکنش پذیر است. در حالت بسیار ریز تقسیم شده، آهن فلزی پیروفوریک است (به عنوان مثال، خود به خود مشتعل می شود). به شدت با کلر در حرارت ملایم و همچنین با انواع غیر فلزات دیگر از جمله همه هالوژن ها، گوگرد، فسفر، بور، کربن و سیلیسیم ترکیب می شود (فازهای کاربید و سیلیسید نقش عمده ای در متالورژی فنی آهن دارند). آهن فلزی به راحتی در اسیدهای معدنی رقیق حل می شود. با اسیدهای غیر اکسید کننده و در غیاب هوا، آهن در حالت اکسیداسیون +2 به دست می آید. با وجود هوا یا زمانی که از اسید نیتریک رقیق گرم استفاده می شود، مقداری از آهن به عنوان یون Fe3+ وارد محلول می شود. محیط‌های بسیار قوی اکسید کننده (مثلاً اسید نیتریک غلیظ یا اسیدهای حاوی دی کرومات) آهن را غیرفعال می‌کنند (یعنی باعث می‌شوند که فعالیت شیمیایی طبیعی خود را از دست بدهند)، با این حال، مانند کروم. آب بدون هوا و هیدروکسیدهای بدون هوای رقیق تأثیر کمی بر فلز دارند، اما توسط هیدروکسید سدیم غلیظ داغ مورد حمله قرار می گیرند.

http://ahanmit.nasrblog.ir/post-95406.html