鐵系元素

關於元素週期表中以鐵為首並還包含釕、鋨和𨭆的族，請見「8族元素」。

鐵系元素又稱鐵族元素，是指鐵、鈷、鎳這三種性質相似的元素^[1]，它們在週期表中分別位居8族、9族及10族（合稱ⅧB 族）之首，位於6個鉑族元素上方。鐵系元素電子殼層的最外層都有兩個電子，但第二外層的電子數不同，分別為6、7、8，再加上它們具有相近的原子半徑，因此它們的性質也會很相似。鐵系元素的一大特徵為其單質在常溫下表現出鐵磁性。

族 →	8	9	10
↓ 周期
4	26  Fe	27  Co	28  Ni

鐵系元素主要性質的比較

物理性質

鐵系元素的元素及物理性質見下表：

名稱	元素符號	原子序數	原子半徑（nm）	電子排布	主要化合價	狀態(標況)	原子量	單質密度（g/cm3）	硬度(金剛石=10)	單質熔點（℃）	單質沸點（℃）	電負性（鮑林標度）
鐵	Fe	26	0.126	2,8,14,2	+2、+3	固體，鐵磁性	55.85	7.874	4.0	1538	2862	1.83
鈷	Co	27	0.135	2,8,15,2	+2	固體，鐵磁性	58.93	8.9	5.0	1495	2927	1.88
鎳	Ni	28	0.135	2,8,16,2 2,8,17,1	+2	固體，鐵磁性	58.69	8.908	4.0	1455	2913	1.91

化學性質

鐵系元素單質的性質相似，如它們都可以和酸反應，形成+2價的鹽：

M + 2 HCl → MCl₂ + H₂↑

但和氧化性酸反應時，鐵會被氧化至+3價，其餘元素保持+2價。

化合物

鐵系元素化合物的性質見下表：

鐵系元素穩定價態化合物列表

	Fe(II)	Fe(III)	Co(II)	Co(III)	Ni(II)	Ni(III)
氧化物	氧化亞鐵 FeO mp 1370℃	氧化鐵 Fe2O3 mp 1566℃(dec)	氧化鈷(II) CoO 黑色固體	氧化鈷(III) Co2O3 黑色固體 有強氧化性	氧化鎳 NiO	三氧化二鎳 Ni2O3
	四氧化三鐵 Fe3O4 mp 1538℃(dec)		四氧化三鈷 Co3O4
氟化物	氟化亞鐵 FeF2 無色晶體	氟化鐵 FeF3	氟化鈷(II) CoF2	氟化鈷(III) CoF3 淺棕色固體	氟化鎳(II) NiF2	氟化鎳(III) NiF3
氯化物	氯化亞鐵 FeCl2 四水合氯化亞鐵 FeCl2·4H2O	氯化鐵 FeCl3 易潮解 六水合氯化鐵 FeCl3·6H2O 氧化性固體，易潮解	氯化鈷 CoCl2 在空氣中吸水變紅 六水合氯化鈷 CoCl2·6H2O 易溶於水	CoCl3（英語：Cobalt trichloride）極不穩定	氯化鎳 NiCl2 六水合氯化鎳 NiCl2·6H2O	NiCl3不存在
硫酸鹽	硫酸亞鐵 FeSO4·7H2O 可溶於水，溶液易氧化	硫酸鐵 Fe2(SO4)3·6H2O 緩慢溶於水	硫酸鈷 CoSO4·7H2O	硫酸鈷(III) Co2(SO4)3 強氧化劑，遇水分解	硫酸鎳 NiSO4 六水合硫酸鎳 NiSO4·6H2O	Ni2(SO4)3不存在
硫酸銨複鹽	硫酸亞鐵銨（莫爾鹽） (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O	硫酸鐵銨 NH4Fe(SO4)2·12H2O	硫酸鈷銨 (NH4)2Co(SO4)2·6H2O		硫酸鎳銨 (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O 藍綠色晶體，可溶於水
硝酸鹽	硝酸亞鐵 Fe(NO3)2 僅存在於溶液中	硝酸鐵 Fe(NO3)3·9H2O 潮解變黃	硝酸鈷 Co(NO3)2·6H2O 易潮解	硝酸鈷(III) Co(NO3)3 綠色固體，吸濕	硝酸鎳 Ni(NO3)2·6H2O 易潮解	Ni(NO3)3不存在
草酸鹽	草酸亞鐵 FeC2O4·2H2O	草酸鐵 Fe2(C2O4)3 淡黃色（無水）固體 黃色（六水）固體 難溶於水 可溶於草酸鹽溶液中	草酸鈷 CoC2O4 難溶於水		草酸鎳 NiC2O4·2H2O 淡綠色晶體
氰配合物	六氰合鐵(II)酸鉀（亞鐵氰化鉀） K4[Fe(CN)6]·3H2O	六氰合鐵(III)酸鉀（鐵氰化鉀） K3[Fe(CN)6]		六氰合鈷(III)酸鉀（鈷氰化鉀） K3[Co(CN)6]	四氰合鎳(II)酸鉀 K2[Ni(CN)4]·xH2O

此外，鐵系元素還有低價、高價的化合物，如含零價鐵的Fe(CO)₅、含六價鐵的K₂FeO₄等。

參考文獻

1. 北師大 等. 無機化學（下冊）第四版. 高等教育出版社, 2003. pp 768. ISBN 978-7-04-011583-3

參見

• 錳族元素（周期表內位鐵系元素於左方）
• 銅族元素（周期表內位鐵系元素於右方）
• 鉑族元素（周期表內位鐵系元素於下方）