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26Fe55,845

Ferro

Metal de transição · bloco d · período 4 · grupo 8 · Sólido a 25 °C

Propriedades atômicas

Número atômico (Z)
26
Massa atômica padrão
55,845 u
Eletronegatividade (Pauling)
1,83
Raio atômico
156 pm
1ª energia de ionização
762,5 kJ/mol

Propriedades físicas

Estado a 25 °C
Sólido
Ponto de fusão
1538 K
Ponto de ebulição
2861 K
Densidade
7,874 g/cm³
Nêutrons no isótopo mais comum
30 (A ≈ 56)

Elementos sintéticos e de vida muito curta têm várias propriedades não medidas: nesses casos exibimos "Não disponível".

Distribuição eletrônica

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²

Forma condensada: [Ar] 3d⁶ 4s²

  • Camada K · n = 1

    2 elétrons

    capacidade 2n² = 2

  • Camada L · n = 2

    8 elétrons

    capacidade 2n² = 8

  • Camada M · n = 3

    14 elétrons

    capacidade 2n² = 18

  • Camada N · n = 4

    2 elétrons

    capacidade 2n² = 32

Diagrama de Pauling

Ordem de preenchimento dos subníveis. As diagonais indicam a sequência seguida pelo princípio de Aufbau.

n=1
1s2/2
n=2
2s2/2
2p6/6
n=3
3s2/2
3p6/6
3d6/10
n=4
4s2/2
4p0/6
4d0/10
4f0/14
n=5
5s0/2
5p0/6
5d0/10
5f0/14
n=6
6s0/2
6p0/6
6d0/10
n=7
7s0/2
7p0/6

Ordem: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p

Diagrama de orbitais (caixas)

Cada caixa é um orbital, com no máximo dois elétrons de spins opostos (Pauli). Orbitais de mesma energia recebem primeiro um elétron cada (Hund).

  • 1s↑↓
  • 2s↑↓
  • 2p↑↓↑↓↑↓
  • 3s↑↓
  • 3p↑↓↑↓↑↓
  • 3d↑↓↑↑↑↑
  • 4s↑↓

Isótopos

IsótopoAbundância naturalEstabilidade
Fe-545,845 %Estável
Fe-5691,754 %Estável
Fe-572,119 %Estável
Fe-580,282 %Estável

Descoberta e história

O uso do ferro define a Idade do Ferro, iniciada por volta de 1200 a.C. no Oriente Médio.

Ano da descoberta
Pré-histórico
Descoberta por
Conhecido desde a Antiguidade
Origem do nome
Do inglês antigo iren; o símbolo Fe vem do latim ferrum.

Ocorrência e aplicações

Quarto elemento mais abundante da crosta terrestre; principais minérios são hematita e magnetita. Compõe grande parte do núcleo terrestre.

  • Produção de aço e ferro fundido
  • Construção civil e estruturas
  • Componente da hemoglobina nos seres vivos
  • Ímãs e núcleos de transformadores

Modelos atômicos para Ferro

Visualizações didáticas, sem escala real. Somente o modelo quântico é aceito hoje como descrição da estrutura eletrônica.

n=1 · K · 2e⁻n=2 · L · 8e⁻n=3 · M · 14e⁻n=4 · N · 2e⁻Representação didática · círculos = níveis de energia, não trajetórias

Clique em uma camada para ver n, número de elétrons, capacidade 2n² e subníveis.

Transição eletrônica

O elétron muda entre estados permitidos. A animação não representa um caminho contínuo entre níveis.

n = 3 → n = 2 · |ΔE| ≈ 1276,89 eV · ν ≈ 308,75 × 10¹⁵ Hz
E = hν · estimativa hidrogenoide (Z = 26), sem correção de blindagem.

Alternativa textual desta visualização

Modelo de Bohr para Ferro: núcleo com 26 prótons e 30 nêutrons; elétrons em camadas — K (n=1): 2 elétrons; L (n=2): 8 elétrons; M (n=3): 14 elétrons; N (n=4): 2 elétrons.

Visualização

Nível de detalhe

Prótons (Z)
26
Nêutrons (A−Z)
30
Elétrons
26
Massa atômica
55,845 u
Configuração
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²

Modelo de Bohr

1913 · Niels Bohr

Modelo histórico

Os elétrons ocupam apenas estados de energia permitidos (níveis quantizados). A emissão ou absorção de luz corresponde à transição entre esses estados.

Representação didática

Os círculos concêntricos são uma representação didática de níveis de energia. O elétron não percorre uma trajetória circular definida — essa é a principal limitação conceitual do modelo.

Características, limitações e substituição

Principais características

  • Níveis de energia quantizados (n = 1, 2, 3, …)
  • Elétron não irradia energia enquanto permanece em um nível
  • Transições entre níveis envolvem energia bem definida: ΔE = hν

O que o modelo explicou

  • Séries espectrais do hidrogênio (Balmer, Lyman)
  • Estabilidade do átomo em estados estacionários
  • Relação entre cor da luz emitida e diferença de energia

Limitações

  • Descreve bem apenas o hidrogênio e íons hidrogenoides
  • Não explica a estrutura fina nem o desdobramento de linhas espectrais
  • É incompatível com o princípio de incerteza: órbitas definidas não existem

Por que esse modelo foi substituído?

A mecânica quântica (Schrödinger, Heisenberg, Born, 1925-1926) substituiu órbitas por funções de onda e distribuições de probabilidade, descrevendo corretamente átomos multieletrônicos.

Fontes desta visualização

  • Bohr, N. — Philosophical Magazine 26 (1913)
  • NIST Atomic Spectra Database — níveis de energia atômicos

Referências