過渡金屬由于具有未充滿的價層d軌道

過渡金屬由于具有未充滿的價層d軌道，性質(zhì)與其他元素有明顯差別。由于這一區(qū)很多元素的電子構(gòu)型中都有不少單電子（錳這一族尤為突出，d5構(gòu)型），較容易失去，所以這些金屬都有可變價態(tài)，有的（如鐵）還有多種穩(wěn)定存在的金屬離子。過渡金屬最高可以顯+7（錳）、+8（鋨）氧化態(tài)，前者由于單電子的存在，后者由于能級太高，價電子結(jié)合的較為松散。高氧化態(tài)存在于金屬的酸根或酰基中（如：VO43-釩酸根，VO22+釩?；?。對于第一過渡系，高氧化態(tài)經(jīng)常是強氧化劑，并且它們都能形成有還原性的二價金屬離子。對于二、三過渡系，由于原子半徑大、價電子能量高的原因，低氧化態(tài)很難形成，其高氧化態(tài)也沒有氧化性。同一族的二、三過渡系元素具有相仿的原子半徑和相同的性質(zhì)，這是由于鑭系收縮造成的。由于空的d軌道的存在，過渡金屬很容易形成配合物。金屬元素采用雜化軌道接受電子以達到 16或18電子的穩(wěn)定狀態(tài)。當配合物需要價層d軌道參與雜化時，d軌道上的電子就會發(fā)生重排，有些元素重排后可以使電子完全成對，這類物質(zhì)稱為反磁性物質(zhì)。相反，當價層d軌道不需要重排，或重排后還有單電子時，生成的配合物就是順磁性的。反磁性的物質(zhì)沒有顏色，而順磁性的物質(zhì)有顏色，其顏色因物質(zhì)而異，甚至兩種異構(gòu)體的顏色都是不同的。一些金屬離子的顏色也是有單電子的緣故。大多數(shù)過渡金屬都是以氧化物或硫化物的形式存在于地殼中，只有金、銀等幾種單質(zhì)可以穩(wěn)定存在。最典型的過渡金屬是4-10族。銅一族能形成配合物，但由于d10構(gòu)型太穩(wěn)定，最高價只能達到+3?？拷髯宓南⊥两饘贈]有可變價態(tài)，也不能形成配合物。12族元素只有汞有可變價態(tài)，鋅基本上就是主族金屬。由于性質(zhì)上的差異，有時銅、鋅兩族元素并不看作是過渡金屬，這時d區(qū)元素這一概念也就縮小至3到10族，銅鋅兩族合稱ds區(qū)元素。【鐵元素】【元素名稱】：鐵【元素符號】：Fe【元素原子量】：55.85【元素類型】：金屬元素【化學(xué)分子式】：Fe【質(zhì)子數(shù)】：26【中子數(shù)】：30【原子序數(shù)】：26【所屬周期】：4【所屬族數(shù)】：VIII電子層分布】：2-8-14-2電離能】：（kJ/mol）M-M+759.3M+-M2+1561M2+-M3+2957M3+-M4+5290M4+-M5+7240M5+-M6+9600M6+-M7+12100M7+-M8+14575M8+-M9+22678M9+-M10+25290元素在太陽中的含量:（ppm）元素在海水中的含量:（ppm）太平洋表面0.00001地殼中含量：（ppm）41000氧化態(tài)：主要Fe+2,Fe+3其余Fe-2,Fe-1,Fe0,Fe+1,Fe+4,Fe+5,Fe+6原子體積:（立方厘米/摩爾）：7.1【晶體結(jié)構(gòu)】：面心立方和體心立方【名稱由來】：盎格魯-撒克遜語：iron（鐵）；元素符號來自于拉丁文“ferrum”（鐵）?！驹孛枋觥浚喝犴g而有延展性的銀白色金屬。在地殼中含量第四（百萬分之 56300），在宇宙中含量第九?！驹貋碓础浚喝∽澡F礦。把石灰石、焦炭和鐵礦石分層投入高爐，自底部鼓入高溫氣流，使得焦炭熾熱發(fā)紅，于是鐵被從氧化物中還原出來，熔化成液態(tài)，從爐底流出?！痉植肌胯F是地球上分布最廣的金屬之一。約占地殼質(zhì)量的5.1%，居元素分布序列中的第四位，僅次于氧、硅和鋁。【性狀】鐵是有光澤的銀白色金屬，硬而有延展性，熔點為1535°C,沸點3000°C,有很強的鐵磁性，并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性。比熱容約為0.46*1000J/KG*C 聲音在其中的傳播速率：（m/S）5120純鐵密度:7.8g/cmA3［編輯本段］【概述】名稱由來】鐵，化學(xué)符號Fe的來源是拉丁文名稱Ferrum。鐵是一種化學(xué)元素，是最常用的金屬。它是過渡金屬的一種。鐵的密度為7.8g/立方厘米。鐵活潑，為強還原劑，化合價有0、+2、＋3、＋6，最常見的價態(tài)是+2和+3。在室溫下，鐵可緩慢地從水中置換出氫，在500C以上反應(yīng)速度增大：鐵在干燥空氣中很難跟氧氣反應(yīng)，但在潮濕空氣中很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛圍中 腐蝕更快。鐵可以從溶液中還原金、鉑、銀、汞、銅或錫等離子。鐵元素的分布】鐵是地球上分布最廣的金屬之一。約占地殼質(zhì)量的 5.1%，居元素分布序列中的第四位，僅次于氧、硅和鋁在自然界，游離態(tài)的鐵只能從隕石中找到，分布在地殼中的鐵都以化合物的狀態(tài)存在。鐵的主要礦石有：赤鐵礦Fe2O3,含鐵量在50%~60%之間；磁鐵礦Fe3O4，含鐵量60%以上，有亞鐵磁性，此外還有褐鐵礦Fe2O3?nH2O、菱鐵礦FeCO3和黃鐵礦FeS2，它們的含鐵量低一些，但比較容易冶煉。中國的鐵礦資源非常豐富，著名的產(chǎn)地有湖北大冶、東北鞍山等。華北地區(qū)鐵礦主要分布在河北省宣化、遷安和邯鄲、邢臺地區(qū)的武安、礦山村?！捐F的發(fā)現(xiàn)簡史】鐵是古代就已知的金屬之一。鐵礦石是地殼主要組成成分之一，鐵在自然界中分布極為廣泛，但人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲。首先是由于天然的單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上非常稀少，而且它容易氧化生銹，加上它的熔點（ 1812K）又比銅（1356K）高得多，就使得它比銅難于熔煉。人類最早發(fā)現(xiàn)的鐵是從天空落下來的隕石，隕石中含鐵的百分比很高，是鐵和鎳、鉆等金屬的混合物，在融化鐵礦石的方法尚未問世，人類不可能大量獲得生鐵的時候，鐵一直被視為一種帶有神秘性的最珍貴的金屬。西亞赫梯人是最早發(fā)現(xiàn)和掌握煉鐵技術(shù)的。我國從東周時就有煉鐵，至春秋戰(zhàn)國時代普及，是較早掌握冶鐵技術(shù)的國家之一。 1973年在我國河北省出土了一件商代鐵刃青銅鉞，表明我國勞動人民早在 3300多年以前就認識了鐵，熟悉了鐵的鍛造性能，識別了鐵與青銅在性質(zhì)上的差別，把鐵鑄在銅兵器的刃部，加強銅的堅韌性。經(jīng)科學(xué)鑒定，證明鐵刃是用隕鐵鍛成的。隨著青銅熔煉技術(shù)的成熟，逐漸為鐵的冶煉技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。我國最早人工冶煉的鐵是在春秋戰(zhàn)國之交的時期出現(xiàn)的。這從江蘇六合縣春秋墓出土的鐵條、鐵丸，和河南洛陽戰(zhàn)國早期灰坑出土的鐵錛均能確定是迄今為止的我國最早的生鐵工具。生鐵冶煉技術(shù)的出現(xiàn)，它對封建社會的作用與蒸汽機對資本主義社會的作用可以媲美。鐵的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模使用，是人類發(fā)展史上的一個光輝里程碑，它把人類從石器時代、銅器時代帶到了鐵器時代，推動了人類文明的發(fā)展。至今鐵仍然是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)，人類進步所必不可少的金屬材料。［編輯本段］【鐵的形成】相對原子質(zhì)量55.847。鐵有多種同素異形體。鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表里排在氫的前面。常溫時，鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質(zhì)起反應(yīng)，在高溫時，則劇烈反應(yīng)。鐵在氧氣中燃燒，生成 Fe3O4，赤熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe3O4。鐵易溶于稀的無機酸和濃鹽酸中，生成二價鐵鹽，并放出氫氣。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面生成一層氧化物保護膜，使鐵“鈍化”，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價元素，常見價態(tài)為 +2和+3。鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)時失去兩個電子，成為 +2價。與CI2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng)，則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe3O4，可以看成是FeO?Fe2O3，其中有1/3的Fe為+2價，另2/3為+3價。但FeO?Fe2O3不符合Fe3O4不與稀酸反應(yīng)的性質(zhì)，經(jīng)光譜檢驗，應(yīng)為Fe(+3)Fe(+2)［Fe(+3)O4］，即鐵酸鐵與鐵酸亞鐵的復(fù)合鹽。鐵的+3價化合物較為穩(wěn)定，但有較強的氧化性，能把銅氧化成+2價(2FeCI3+Cu===2FeCI2+CuCI2，常溫下即可反應(yīng)，用于刻蝕銅版)鐵是一種光亮的銀白色金屬。密度7.86克/厘米3。熔點1535°C，沸點2750°C。常見化合價+2和+3,有好的延展性和導(dǎo)熱性。也能導(dǎo)電。純鐵既能磁化，又可去磁，且均很迅速。電離能為7.870電子伏特?；瘜W(xué)性質(zhì)比較活潑，是一種良好的還原劑。若有雜質(zhì)，在潮濕的空氣中易銹蝕；在有酸氣或鹵素蒸氣存在的濕空氣中生銹更快。易溶于稀酸。在濃硝酸中能被鈍化。加熱時均能同鹵素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3價氧化物外，還有復(fù)合氧化物Fe3O4(是磁性氧化物)生成。鐵是工業(yè)部門不可缺少的一種金屬。鐵與少量的碳制成合金——鋼，磁化之后不易去磁，是優(yōu)良的硬磁材料，同時也是重要的工業(yè)材料。［編輯本段］【鐵的化學(xué)性質(zhì)】［鐵的化學(xué)性質(zhì)之一］鐵Fe，原子序數(shù)26，相對原子質(zhì)量55.847。鐵有多種同素異形體，如a鐵、0鐵、丫鐵、6鐵等。鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表里排在氫的前面。常溫時，鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質(zhì)起反應(yīng)，在高溫時，則劇烈反應(yīng)。鐵在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，熾熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe3O4。鐵易溶于稀的無機酸和濃鹽酸中，生成二價鐵鹽，并放出氫氣。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面生成一層氧化物保護膜，使鐵 “鈍化”，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價元素，常見價態(tài)為+2和+3。鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)時失去兩個電子，成為 +2價。與CI2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng)，則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應(yīng)生成的Fe3O4，可以看成是FeO?Fe2O3，其中有1/3的Fe為+2價，另2/3為+3價。鐵的+3價化合物較為穩(wěn)定。［鐵的化學(xué)性質(zhì)之二］鐵的電子構(gòu)型為(Ar)3d64s2，氧化態(tài)有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，為強還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500C以上反應(yīng)速率增高：3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2f鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子，如：CuSO4+Fe===FeSO4+Cu鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價鐵離子并放出氫氣；在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨：Fe+H2SO4===FeS04+H2f4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O鐵溶于熱的或較濃的硝酸中，生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在濃硝酸或冷的濃硫酸中，鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化。鐵與氯在加熱時反應(yīng)劇烈(2Fe+3Cl2===2FeCl3)。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合，但與氨作用，形成氮化鐵Fe2N。鐵的最重要的氧化態(tài)是+2和+3。二價鐵離子呈淡綠色，在堿性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經(jīng)橙色變到棕色。純凈的三價鐵離子為淡紫色。二價和三價鐵均易與無機或有機配位體形成穩(wěn)定的配位化合物，如Phen為菲羅林，配位數(shù)通常為6。零價鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發(fā)性，蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價態(tài)的化合物，但在水溶液中只有+6價的?；衔镏饕袃纱箢悾簛嗚FFe(II)和正鐵Fe(III)化合物，亞鐵化合物有氧化亞鐵(FeO)、氯化亞鐵(FeCI2)、硫酸亞鐵(FeSO4)、氫氧化亞鐵｛Fe(OH)2｝等；正鐵化合物有三氧化二鐵(Fe2O3)、三氯化鐵(FeCI3)、硫酸鐵｛Fe2(SO4)3｝、氫氧化鐵｛Fe(OH)3｝等。如在亞鐵氰化鉀K4［Fe(CN)6］?3H2O(俗名：黃血鹽)和鐵氰化鉀K3［Fe(CN)6］(俗名：赤血鹽)中。鐵與環(huán)戊二烯的化合物二茂鐵，是一種具有夾心結(jié)構(gòu)的金屬有機化合物?！捐F的化學(xué)性質(zhì)之三種狀態(tài)】鐵的電子構(gòu)型為(Ar)3d64s2，氧化態(tài)有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學(xué)性質(zhì)活潑，為強還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500°C以上反應(yīng)速率增高： 3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅等離子，如：CuSO4+Fe===FeSO4+Cu鐵溶于非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價鐵離子并放出氫氣；在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨：Fe+H2SO4===FeSO4+H2f4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O［編輯本段］【元素來源】鐵是地殼中較豐富的元素，僅次于氧、硅、鋁。磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦是重要的鐵礦。單體金屬常用焦炭、鐵礦石和石炭石為原料煉得。用氫氣還原純氧化鐵可得到純鐵。含碳在1.7%以上的鐵叫生鐵(或鑄鐵)。含碳量少于0.2%的鐵熔合體稱為熟鐵或鍛鐵。含碳量介于1.7-0.2之間的鐵熔體叫做鋼。生鐵堅硬，但性脆；鋼具有彈性；熟鐵易于機械加工，但要比鋼柔軟。從生鐵煉鋼，就是減低生鐵內(nèi)的碳量，以及將硅、硫和磷雜質(zhì)除去。［編輯本段］【元素用途】它的最大用途是用于煉鋼；也大量用來制造鑄鐵和煅鐵。鐵和其化合物還用作磁鐵、染料(墨水、藍曬圖紙、胭脂顏料)和磨料(紅鐵粉)。還原鐵粉大量用于冶金。浮選發(fā)治理污水：以鐵為陽極電解污水，陰極產(chǎn)生氣泡(氫氣)使污垢浮起，達到一定厚度使可去除，陽極產(chǎn)生的 Fe2+遇到陰極產(chǎn)生的OH-生成具有吸附性的沉淀(Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3)，吸附雜質(zhì)。［編輯本段］【元素輔助資料】地殼主要組成成分之一。鐵在自然界中分布極廣，但是人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲。這首先是由于天然單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上是找不到的，而且它容易氧化生銹，再加上它的熔點( 1535C)又比銅(1083C)高得多，使它比銅難以熔煉。人類最早發(fā)現(xiàn)鐵是從天空落下的隕石，隕石含鐵的百分比很高(鐵隕石中含鐵90.85%)，是鐵和鎳、鈷的混合物?？脊艑W(xué)家曾經(jīng)在古墳?zāi)怪?，發(fā)現(xiàn)隕鐵制成的小斧；在埃及第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教經(jīng)文中，記述了當時太陽神等重要神像的寶座是用鐵制成的。鐵在當時被認為是帶有神秘性的最珍貴的金屬，埃及人干脆把鐵叫做 “天石”。在古希臘文中，“星”和“鐵”是同一個詞。1978年，在北京平谷縣劉河村發(fā)掘一座商代墓葬，出土許多青銅器，最引人注目的是一件古代鐵刃銅鉞，經(jīng)鑒定鐵刃是由隕鐵鍛制的，這不僅表明人類最早發(fā)現(xiàn)的鐵來自隕石，也說明我國勞動人民早在3300多年前就認識了鐵并熟悉了鐵的鍛造性能，識別了鐵和青銅在性質(zhì)上的差別，并且把鐵鍛接到銅兵器上，加強銅的堅利性。由于隕石來源極其稀少，從隕石中得來的鐵對生產(chǎn)沒有太大作用，隨著青銅熔煉技術(shù)的成熟，才逐漸為鐵的冶煉技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。我國最早人工冶煉的鐵是在春秋戰(zhàn)國之交的時期出現(xiàn)的，距今大約 2500年。我國煉鋼技術(shù)發(fā)展也很早，1978年，湖南省博物館長沙鐵路車站建設(shè)工程文物發(fā)掘隊從一座古墓出土一口鋼劍，從古墓隨葬陶器的器型，紋飾以及墓葬的形制斷定是春秋晚期的墓葬。這口劍所用的鋼經(jīng)分析是含碳量0.5%左右的中碳鋼，金相組織比較均勻，說明可能還進行過熱處理。古代勞動人民的煉鐵技術(shù)也是杰出的，至今豎立在印度德里立附近一座清真寺大門后的鐵柱，是用相當鈍的鐵鑄成的，當時如何生產(chǎn)這樣的鐵，現(xiàn)代人也認為是一個奇跡。由人分析了它的成分，含鐵量大于99.72%，其余是碳0.08%，硅0.046%，硫0.006%，磷0.114%。開創(chuàng)現(xiàn)代煉鋼新紀元的是一名叫貝塞麥的澆鑄工人，他在1856年8月11日宣布了他的可傾倒式轉(zhuǎn)爐。隨著工業(yè)發(fā)展，在生產(chǎn)建設(shè)和生活中出現(xiàn)大量廢鋼和廢鐵，這些廢料在轉(zhuǎn)爐中不能使用，于是出現(xiàn)了平爐煉鋼，是由德國西門子兄弟以及法國馬丁兄弟同時創(chuàng)建的，時間是在19世紀60年代初。鐵元素也是構(gòu)成人體的必不可少的元素之一。成人體內(nèi)約有4—5克鐵，其中72%以血紅蛋白、35%以肌紅蛋白、0.2以其它化合物形式存在，其余為儲備鐵。儲備鐵約占25%，主要以鐵蛋白的形式儲存在肝、脾和骨髓中。成人攝取量是10—15mg。妊娠期婦女需要30mg。1個月內(nèi)，女性所流失的鐵大約為男性的兩倍，吸收鐵時需要銅、鉆、錳、維生素 C。需要人群：婦女特別是孕婦需要補充鐵質(zhì)，但要注意妊娠期婦女服用過多鐵劑會使胎兒發(fā)生鐵中毒。假如您正在服用消炎藥或每天必須服用阿司匹林的話，那么您就需要補充鐵。經(jīng)常喝紅茶或咖啡的人請注意，飲用大量的紅茶和咖啡會阻礙鐵的吸收。鐵在代謝過程中可反復(fù)被利用。除了腸道分泌排泄和皮膚、黏膜上皮脫落損失一定數(shù)量的鐵（ 1mg/每日），幾乎沒有其它途徑的丟失。［編輯本段］【鐵的用途】在我們的生活里，鐵可以算得上是最有用、最價廉、最豐富、最重的金屬了。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，鐵是最重要的基本結(jié)構(gòu)材料，鐵合金用途廣泛；國防和戰(zhàn)爭更是鋼鐵的較量，鋼鐵的年產(chǎn)量代表一個國家的現(xiàn)代化水平。對于人體，鐵是不可缺少的微量元素。在十多種人體必需的微量元素中鐵無論在重要性上還是在數(shù)量上，都屬于首位。一個正常的成年人全身含有3g多鐵，相當于一顆小鐵釘?shù)馁|(zhì)量。人體血液中的血紅蛋白就是鐵的配合物，它具有固定氧和輸送氧的功能。人體缺鐵會引起貧血癥。只要不偏食，不大出血，成年人一般不會缺鐵。所謂煤氣中毒（一氧化碳中毒），也是由于血紅素中鐵原子核心被一氧化碳氣體分子緊緊地包圍住，喪失了吸收氧分子的能力，使人窒息中毒而死亡。鐵還是植物制造葉綠素不可缺少的催化劑。如果一盆花缺少鐵，花就會失去艷麗的顏色，失去那沁人肺腑的芳香，葉子也發(fā)黃枯萎。一般土壤中也含有不少鐵的化合物。鐵是土壤中的一個重要組分，其在土壤中的比例從小于 1%至大于20%不等，平均是3.2%.鐵主要以鐵氧化物的形式存在，其中既有二價又有三價鐵,大多數(shù)鐵氧化物在土壤顆粒中以不同程度的微結(jié)晶形式存在。［編輯本段］【鐵的核反應(yīng)】在元素中，鐵的原子質(zhì)量相當于它的核子數(shù)是最小的，在元素周期表中，比鐵輕的元素聚變釋放能量，比鐵重的裂變放出能量，唯有鐵，聚變和裂變都要吸收能量而且需要非?？量痰臈l件。這也就是大質(zhì)量恒星為什么當核心變成鐵時便塌縮成 中子星或黑洞［編輯本段］鐵的趣談】以前，人們都認為菠菜里的鐵含量很高，其實不是這樣。有一個科學(xué)家，他在研究時發(fā)現(xiàn)，菠菜的含鐵量竟然比所記錄的數(shù)值小了很多。于是，他做了許多次試驗，依然是這個結(jié)果，他就發(fā)表了一篇文章。這篇文章轟動了整個社會，其他科學(xué)家們紛紛進行試驗，發(fā)現(xiàn)也是這個結(jié)果。原來，以前牧師在抄寫結(jié)果時，點錯了一個小數(shù)點。［編輯本段］【營養(yǎng)學(xué)中的鐵】一、 人類對鐵的認識缺鐵性貧血是世界衛(wèi)生組織確認的四大營養(yǎng)缺乏癥之一。18世紀，Menghini用磁鐵吸附在干燥血中的顆粒，注意到了血液中含有鐵。1892年，Bunge注意到嬰幼兒容易缺乏鐵。1928年，Mackay最早證明鐵缺乏是倫敦東區(qū)嬰幼兒貧血盛行的原因。她還以為提供鐵強化的奶粉可緩解貧血。1932年，Castle及其同事確證無機鐵可用于血紅蛋白合成。二、 鐵的分布鐵是人體含量的必需微量元素，人體內(nèi)鐵的總量約 4—5克，是血紅蛋白的重要部分，人全身都需要它，這種礦物質(zhì)而已存在于向肌肉供給氧氣的紅細胞中，還是需多酶和免疫系統(tǒng)化合物的成分，人體從食物中攝取所需的大部分鐵，并小心控制著鐵含量。三、 吸收代謝成人體內(nèi)鐵的總量約為4-5g，其中72%以血紅蛋白、3%以肌紅蛋白、0.2%以其他化合物形式存在；其余則為儲備鐵，以鐵蛋白的形式儲存于肝臟、脾臟和骨髓的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中，約占總鐵量的25%。食物中的鐵主要以Fe(OH3)絡(luò)合物的形式存在，在胃酸作用下，還原成亞鐵離子，再與腸內(nèi)容物中的維生素 C、某些糖及氨基酸形成絡(luò)合物，在十二指腸及空腸吸收。鐵在體內(nèi)代謝中可反復(fù)被身體利用。一般情況下，除腸道分泌和皮膚、消化道及尿道上皮脫落可損失一定數(shù)量外，幾乎不存在其它途徑損失。膳食中存在的磷酸鹽、碳酸鹽、植酸、草酸、鞣酸等可與非血紅素鐵形成不溶性的鐵鹽而阻止鐵的吸收。胃酸分泌減少也影響鐵的吸收。四、 人體每日適宜的攝取量年齡每日攝入量孕婦0—0.5歲0.3mg早期15mg0.5歲—1歲10mg中期25mg歲—4歲12mg后期35mg4歲—7歲12mg乳期25mg7歲—11歲12mg歲—14歲男16mg女18mg14歲—18歲男20mg女25mg18歲—50歲男15mg女20mg50歲15mg五、 鐵的生理功能1、鐵是血紅蛋白的重要部分，而血紅蛋白功能是向細胞輸送氧氣，并將二氧化碳帶出細胞。血紅蛋白中 4個血紅素和4個球蛋白鏈接的結(jié)構(gòu)提供一種有效機制，即能與氧結(jié)合而不被氧化，在從肺輸送氧到組織的過程中起著關(guān)鍵 作用。2、 肌紅蛋白是由一個血紅素和一個球蛋白鏈組成，僅存在于肌肉組織內(nèi)，基本功能是在肌肉中轉(zhuǎn)運和儲存氧3、細胞色素是一系列血紅素的化合物，通過其在線粒體中的電子傳導(dǎo)作用，對呼吸和能量代謝有非常重要的影響，如細胞a、b和c是通過氧化磷酸化作用產(chǎn)生能量所必需的。4、其它含鐵酶中鐵可以是非血素鐵，臺參與能量代謝的 NAP脫氫酶和琥珀脫氫酶，也有含血紅素鐵的對氧代謝副產(chǎn)物分子起反應(yīng)的氫過氧化物酶，還有多氧酶（參與三羥酸循環(huán)），磷酸烯醇丙酮酸羥激酶（糖產(chǎn)生通路限速酶），核苷酸還原酶（DNA合成所需的酶）。5、鐵元素催化促進作胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A、嘌呤與膠原的合成，抗體的產(chǎn)生，脂類從血液中轉(zhuǎn)運以及藥物在肝臟的解毒等。鐵與免疫的關(guān)系也比較密切，有研究表明，鐵可以提高機體的免疫力，增加中性白細胞和吞噬細胞的吞噬功能，同時也可使機體的抗感染能力增強。阿膠是我國傳統(tǒng)的補血配方，乳酸亞鐵是很好的二價補鐵制劑，市場上很多補血產(chǎn)品將它們單獨作為配方來用。而鐵之緣片是將乳酸亞鐵、阿膠和蛋白鋅都作為功效成分，補鐵、生血加營養(yǎng)三效合一，能更好的預(yù)防和改善貧血，增強人體免疫力。六、 缺乏癥狀與后果1、 貧血：嚴重時可增加兒童和母親死亡率，使機體工作能力明顯下降。2、 行為和智力方面：鐵缺乏可引起心理活動和智力發(fā)育的損害及行為改變。鐵缺乏（尚未出現(xiàn)貧血時的缺乏）還可損害兒童的認知能力，而且在以后補充鐵后也難以恢復(fù)。動物試驗表明，短時期缺乏可使幼小動物腦中鐵含量下降。以后補充鐵可糾正身體內(nèi)鐵儲存，但對腦中鐵沒有作用。長期鐵缺乏會明顯影響身體耐力。Finch等進行動物實驗表明，鐵缺乏對動物跑的能力的損害與血紅蛋白的水平無關(guān)，而是因為鐵缺乏肌肉中氧化代謝受損所至。免疫力和抗感染能力方面，人及動物實驗皆記實缺鐵的一項特點是抗感染能力降低。1、 體溫調(diào)節(jié)方面，缺鐵性貧血的另一特點是在寒冷環(huán)境中保持體溫的能力受損。2、 鉛中毒方面，動物和人體實驗證明缺鐵會增加鉛的吸收。3、 有的妊娠后果，汗多滸病學(xué)研究表明妊娠早期貧血為早產(chǎn)、低出生體重兒及胎兒死亡有關(guān)。4、 鐵缺乏癥癥狀包括皮膚蒼白，舌部發(fā)痛，疲勞或無力，食欲不掁以及惡心。鐵缺乏對免疫系統(tǒng)的影響：1．抵抗病原微生物入侵的能力減弱。2．降低免疫細胞從靜止---臨戰(zhàn)的反應(yīng)速度。3．使抗氧化生化酶活性降低。4．抗體的生產(chǎn)停止或以很慢的速度進行。5．缺鐵性貧血，細胞供氧不足。其結(jié)果是整天無精打采，疲勞而倦怠，比較容易被感染。血液里流動的太多的自由鐵不僅無助于抵抗能力，不能保護人的肌體，反而會被細菌吞噬，成為細菌的美食，并且細菌會因此而大量地繁殖。這就是為什么必須加倍小心給孩子補充鐵質(zhì)的原因。七、 鐵過量表現(xiàn)通過各種途徑進入體內(nèi)的鐵量的增加，可使鐵在人體內(nèi)貯存過多，因而可引致鐵在體內(nèi)潛在的有害作用，體內(nèi)鐵的貯存過多與多種疾病如心臟和肝臟疾病、糖尿病、某些腫瘤有關(guān)。肝臟是鐵儲存的主要部位，鐵過量也常累及肝臟，成為鐵過多誘導(dǎo)的損傷的主要靶器官。肝鐵過載導(dǎo)致： 1、肝纖維化甚至肝硬化；2、肝細胞瘤。鐵過量與心臟疾病關(guān)系的探討，已見諸多報道。許多作者認為，鐵通過催化自由基的生成、促進脂蛋白的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)部分的過氧化反應(yīng)、形成氧化LDL等作用，參與動脈粥樣硬化的形成。鐵過多誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的增強，導(dǎo)致機體氧化和抗氧化系統(tǒng)失衡，直接損傷 DNA，誘發(fā)突變，與肝、結(jié)腸、直腸、肺、食管、膀胱等多種器官的腫瘤有關(guān)。八、 補鐵鐵在食物中主要存在兩種形式：一是非血紅素鐵，主要以 Fe（OH）3絡(luò)合物形式存在于食物中。這種形式的鐵必須在胃酸作用下，還原成亞鐵離子后才能被吸收。影響其吸收因素較多：如飲食中含有較多植酸鹽、草酸鹽、碳酸基，則可與鐵形成不溶性鐵，抑制鐵的吸收。谷類中鐵的吸收率低，原因就在于此。服用過多的抗酸藥物，亦不利于鐵離子的釋出，阻礙鐵的吸收。此外也有很多因素對鐵的吸收有益。維生素C可與鐵形成可溶性螯合物，使鐵在高PH條件下亦能呈溶解狀態(tài)有利于鐵的吸收。動物蛋白質(zhì)如牛肉、豬肉、肝臟、魚等存在肉類因子，亦可促進鐵的吸收。牛奶、蛋類無此作用。在有充足膳食鈣存在時，可除去抑制鐵吸收的磷酸根、草酸根，亦有利于鐵的吸收。二是血紅素鐵，是與血紅蛋白、肌紅蛋白中卟啉結(jié)合的鐵。它以卟啉鐵形式直接被腸粘膜上皮細胞吸收。此類型鐵既不受植酸根等抑制因素影響，亦不受維生素C等促進因素影響，使胃粘膜分泌的內(nèi)因子有促進其吸收作用。總的看來植物性食物鐵的吸收率較低，多在10%以下，動物性食物吸收率較高，但牛奶為貧鐵食物，蛋類中由于存在卵黃高磷蛋白鐵吸收率亦較低。為了防止缺鐵的形成，日常膳食中應(yīng)多搭配動物肝臟、動物全血、肉類、魚類。多食鐵強化食品，如強化鐵的食鹽、奶粉，中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)九、鐵的主要食物來源豐富來源：動物血、肝臟、雞胗、牛腎、大豆、黑木耳、芝麻醬、牛肉、羊肉、蛤蜊和牡蠣。良好來源：瘦肉、紅糖、蛋黃、豬腎、羊腎、干果（杏干、葡萄干），啤酒酵母菌、海草、赤糖糊及麥。一般來源：魚、谷物、菠菜、扁豆、豌豆、芥菜葉、蠶豆、瓜子（南瓜、西葫蘆等種子）微量來源：奶制品、蔬菜各水果此外用鑄鐵鍋煮番茄或其它酸性食物，也可增添鐵質(zhì)，鍋會把有益于健康的鐵深入食物內(nèi)?？此坪芏嗍澄镏泻需F，但中國仍是嚴重缺乏鐵的國家，主要集中在婦女、兒童和老人，每日科學(xué)補鐵，必不可少?。劬庉嫳径危菔澄镏械蔫F有兩種形式：非血紅素鐵。主要以三價鐵與蛋白質(zhì)和有機酸結(jié)合成絡(luò)合物。這種形式的鐵必須與有機部分分開，并還原成二價鐵后才能被吸收。如果膳食中有較多的植酸或磷酸，將與鐵形成不溶性鐵鹽，而影響被吸收?？箟难?、半胱氨酸能將三價鐵還 原成二價鐵，有利于鐵的吸收。鐵（Fe）是體內(nèi)血紅蛋白，肌紅蛋白和許多酶的成分。血紅素鐵，主要存在于動物性產(chǎn)品中，比非血紅素鐵吸收好得多，非血紅素鐵在平均飲食中占鐵的85%以上。但是，當它與動物性蛋白質(zhì)和維生素一起攝入時可提高非血紅素鐵的吸收。鐵需要量，鐵代謝和缺鐵性貧血在第127節(jié)紅細胞生成缺乏引起的貧血中討論。鐵過負性疾病在第127節(jié)討論。缺乏缺鐵能引起貧血是世界上最為常見的營養(yǎng)缺乏癥。某些嬰兒，青春期少女和妊娠婦女因鐵攝入量不足引起缺鐵性貧血。任何人失血可產(chǎn)生缺鐵。所有缺鐵的人需要鐵補充。中毒過量的鐵是有毒的，可引起嘔吐，腹瀉和腸損害。當一個人給以鐵治療過量或時間太長，或反復(fù)接受輸血，或有慢性酒精中毒，鐵即可在體內(nèi)蓄積。鐵過負疾?。ㄑ爻林Y）是一種可能致命但能治療的遺傳性疾病，該病吸收鐵太多；它波及100萬美國人。碳素鋼是指碳含量低于2%，并有少量硅、錳以及磷、硫等雜質(zhì)的鐵碳合金。碳素鋼是指鋼中除含有一定量為了脫氧而加入的硅（一般不超過0.40%）和錳（一般不超過0.80%，較高含量可到1.20%）和金元素外，不含其他合金元素（殘余元素除外）的鋼。根據(jù)碳含量的高低又大致可分為低碳鋼（含碳量一般小于0.25%）；中碳鋼（含碳量一般在0.25—0.60%之間）。但他們之間并沒有很嚴格的界限。碳素鋼的性能主要取決于含碳量。含碳量增加，鋼的強度、硬度升高，塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比，碳素鋼使用最早，成本低，性能范圍寬，用量最大。工業(yè)上應(yīng)用的碳素鋼碳含量一般不超過1.4%。這是因為含碳量超過此量后，鋼表面現(xiàn)出很大的硬脆性，并且加工困難，失去生產(chǎn)和使用價值。碳素鋼的種類碳素鋼通常按含碳量分為低碳鋼（碳含量為0.04%?0.25%）、中碳鋼（碳含量為0.25%?0.6%）、高碳鋼（碳含量為0.6%?1.35%）。碳素鋼按質(zhì)量分為普通碳素鋼，其有害雜質(zhì)磷、硫含量均小于0.05%，包括甲類鋼（A類鋼，保證力學(xué)性能）、乙類鋼（B類鋼，保證化學(xué)成分）和特類鋼（C類鋼，保證力學(xué)性能和化學(xué)成分）；優(yōu)質(zhì)碳素鋼，有害雜質(zhì)磷、硫含量均小于0.04%；高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼，有害雜質(zhì)磷、硫含量小于0.03%。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼規(guī)定硫、磷的允許含量比普通碳素鋼低，所以綜合機械性能比普通碳素鋼好。碳素鋼按用途又分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼，前者主要用于制造各種結(jié)構(gòu)件和機器零件，一般屬低碳鋼和中碳鋼；后者用于制造刀具、量具、模具等，一般屬高碳鋼。高碳鋼屬于工具鋼。低碳鋼如20