在室温下,纯铁的密度为7.874克/厘米3(491.5磅/英尺3,0.284磅/英寸3)。下图显示了室温下铁和铁合金的密度值。人类对铁的使用可以追溯到5,000年前。它是地壳中含量第二高的金属元素,主要用于生产钢铁,这是世界上最重要的结构材料之一。
铁和铁合金的密度
铁和铁合金的密度(室温下) | |||
材料 | 密度 | ||
克/厘米3 | lb m / in 3 | ||
纯铁 | 7.874 | 0.2845 | |
铸铁 | 7.866 | 0.2842 | |
铁艺 | 7.7 | 0.2 | |
灰铸铁 | 7.15 注1 | 0.258 注1 | |
可锻铁 | 7.27 注2 | 0.262 注2 | |
球墨铸铁 | 7.15 | 0.258 | |
高镍铁(耐镍) | 7.5 | 0.271 | |
高铬白铁 | 7.4 | 0.267 |
注-1:6.95至7.35 g / cm3(0.251至0.265 lb / in.3)。
注2:7.20至7.34 g / cm3(0.260至0.265 lb / in.3)。
铁的物理性质
铁的物理性质是无需将物质更改为另一种物质即可观察到的特征。物理性质通常是使用我们的感官可以观察到的性质,例如颜色,光泽,冰点,沸点,熔点,密度,硬度和气味。铁的物理性质如下:
铁的物理性质 | |
颜色 | 银灰色金属 |
可延展性 | 能够变形或弯曲 |
延展性 | 轻松拉或拉成细线 |
光泽 | 有光泽 |
电导率 | 良好的热或电传递 |
同素异形体 | 它以相同的物理状态以两种或更多种晶体形式出现 |
拉力 | 可以拉伸而不会断裂 |
铁磁 | 容易磁化 |
铁的化学性质
铁的化学性质 | |
Ç hemical公式 | 铁 |
毒性 | 无毒 |
与水反应 | 与非常热水和蒸汽反应生成氢气 |
氧化作用 | 易与潮湿空气中的氧气结合,产生氧化铁,也称为铁锈 |
溶解度 | 溶于酸 |
铁的密度公式
铁的密度为 7.87g / cm ^ {3},铁原子的质量为9.27 \次10 ^ {-26}千克。如果原子是球形且紧密堆积,(a)铁原子的体积是多少,(b)相邻原子的中心之间的距离是多少?
解:
密度为 \ rho = \ frac {m} {V} 哪里 \ rho是密度米是质量,V是体积。让我们首先将给定的铁密度转换成问题的质量单位,即公斤。
7.87g / cm ^ {3}等于7878kg / m ^ {3}。
a)如果我们忽略球体之间的空间,则原子的体积为 V = \ frac {M} {\ rho}
V = \ frac {9.27 \ times 10 ^ {-26} kg} {7878kg / m ^ {3}}
V = 1.18 \ times 10 ^ {-29} m ^ {3}
b)为了找到相邻原子的中心之间的距离,我们将使用球体公式的体积,即 \ frac {4 \ pi R ^ {3}} {3}其中R是半径,在我们的例子中是原子的半径。
隔离R给我们,
R = \ left(\ frac {3V} {4 \ pi} \ right)^ {\ frac {1} {3}}
R = \ left(\ frac {3(1.18 \ times 10 ^ {-29} m ^ {3})} {4 \ pi} \ right)^ {\ frac {1} {3}}
R = 1.41 \ times 10 ^ {-10} m
这个结果为我们提供了一个原子的半径,但是,我们需要两个原子之间的距离(如图所示),这意味着我们必须将答案乘以2。 R = 2.82 \ times 10 ^ {-10} m