元素周期表第Ⅷ族中包括铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、饿(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)共9种元素。通常将前三种元素称为铁系元素，后六种元素称为铂系元素。

铁系元素的价电子构型为(n-1)d^6～8ns^²。除2个s电子参与成键外，内层的d轨道电子也可能参与成键，因而，铁系元素除形成稳定的+2氧化态外，还有其他氧化态。铁的稳定氧化态为+2和+3，也存在不稳定的+6氧化态。钴和镍的稳定氧化态为+2。

铁的矿物主要有赤铁矿Fe₂O₃、磁铁矿Fe₃O₄、褐铁矿2Fe₂O₃·3H₂O、菱铁矿FeCO₃。钴的矿物是砷化物矿和硫化物矿，如砷钴矿CoAs₂、辉钴矿CoAsS和硫钴矿Co₂S₄等。镍的重要矿物有硅镁镍矿(Ni，Mg)₆Si₄O₁₀(OH)₈、镍黄铁矿(Ni，Fe)₉S₈、红砷镍矿NiAs等。铁、钴和镍在地壳中的丰度分别为4.1%、2.9×10^-3%和9.9×10^-3%。

铂系元素中，只有Os(5d⁶s²)和Ir(5d⁹6s²)电子正常排布，其他4种元素的电子均为特殊排布：Ru 4d⁷5s¹，Rh 4d⁵s¹，Pd 4d¹⁰5s⁰，Pt5d⁹6s¹，最外层s轨道减少1个或2个电子，而排布在次外层d轨道上。铂系元素的内层d轨道参与成键能力更强，表现出更多的氧化态。

铁系元素的单质

铁在人类社会发展的过程中起到了无可替代的作用。公元前1400年左右，人类社会开始进入“铁器时代”，铁制工具的使用使大面积的农田开垦和耕作成为可能，社会生产力显著提高，推动了人类由原始社会进入奴隶社会。

铁系元素单质都是银白色具有光泽的金属，都有强磁性，许多铁、钴、镍合金是很好的磁性材料。铁和镍延展性好，钴则硬而脆，低纯度的铸铁也是脆性的。铱铁、钴、镍顺序，原子半径逐渐减小，金属的密度铱次增大。

铁系金属耐强碱性好，铂系金属抗酸能力强。金属镍、钯、铂都有吸收氢的能力，其中金属把吸收氢的能力最强，1体积钯最多可吸收900多体积的氢。

铁、钴、镍活泼性铱次降低，都能与稀酸反应置换出氢气。

块状的铁、钴、镍在空气和纯水中稳定，含有杂质的铁在潮湿的空气中缓慢锈蚀，形成结构疏松的棕色铁锈Fe₂O₃·nH₂O。

经过浓硝酸或浓硫酸处理过的铁表面可形成一层致密的氧化膜，能保护铁表面免受潮湿空气的侵蚀。钴和镍被空气氧化可生成薄而致密的膜，这层膜可保护金属使之不被继续侵蚀。在赤热条件下，水蒸气与铁反应生成Fe₂O₃和H₂；钴在空气中与氧反应，较低温度下生成Co₃O₄，温度在900℃以上产物则为CoO；镍与氧反应生成NiO。

铁系元素都难与强碱发生反应。其中，镍对碱的稳定性最高，可以使用镍制坩埚熔融强碱。铁在常温下不易与非金属单质反应，但在红热情况下，与硫、氯、溴等发生剧烈作用。

钴和镍的冶炼都是先将矿物转化为氧化物，再用碳还原氧化物得到纯度不高的金属。高纯度金属则可利用电解的方法得到。

相关链接：锝和铼的单质及化合物

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

版权与免责声明：转载目的在于传递更多信息。

如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起两周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。