铁系元素

关于元素周期表中以铁为首并还包含钌、锇和𬭶的族，请见“8族元素”。

铁系元素又称铁族元素，是指铁、钴、镍这三种性质相似的元素^[1]，它们在周期表中分别位居8族、9族及10族（合称ⅧB 族）之首，位于6个铂族元素上方。铁系元素电子壳层的最外层都有两个电子，但第二外层的电子数不同，分别为6、7、8，再加上它们具有相近的原子半径，因此它们的性质也会很相似。铁系元素的一大特征为其单质在常温下表现出铁磁性。

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

铁系元素主要性质的比较

物理性质

铁系元素的元素及物理性质见下表：

名称	元素符号	原子序数	原子半径（nm）	电子排布	主要化合价	状态(标况)	原子量	单质密度（g/cm3）	硬度(金刚石=10)	单质熔点（℃）	单质沸点（℃）	电负性（鲍林标度）
铁	Fe	26	0.126	2,8,14,2	+2、+3	固体，铁磁性	55.85	7.874	4.0	1538	2862	1.83
钴	Co	27	0.135	2,8,15,2	+2	固体，铁磁性	58.93	8.9	5.0	1495	2927	1.88
镍	Ni	28	0.135	2,8,16,2 2,8,17,1	+2	固体，铁磁性	58.69	8.908	4.0	1455	2913	1.91

化学性质

铁系元素单质的性质相似，如它们都可以和酸反应，形成+2价的盐：

M + 2 HCl → MCl₂ + H₂↑

但和氧化性酸反应时，铁会被氧化至+3价，其余元素保持+2价。

化合物

铁系元素化合物的性质见下表：

铁系元素稳定价态化合物列表

	Fe(II)	Fe(III)	Co(II)	Co(III)	Ni(II)	Ni(III)
氧化物	氧化亚铁 FeO mp 1370℃	氧化铁 Fe2O3 mp 1566℃(dec)	氧化钴(II) CoO 黑色固体	氧化钴(III) Co2O3 黑色固体 有强氧化性	氧化镍 NiO	三氧化二镍 Ni2O3
	四氧化三铁 Fe3O4 mp 1538℃(dec)		四氧化三钴 Co3O4
氟化物	氟化亚铁 FeF2 无色晶体	氟化铁 FeF3	氟化钴(II) CoF2	氟化钴(III) CoF3 浅棕色固体	氟化镍(II) NiF2	氟化镍(III) NiF3
氯化物	氯化亚铁 FeCl2 四水合氯化亚铁 FeCl2·4H2O	氯化铁 FeCl3 易潮解 六水合氯化铁 FeCl3·6H2O 氧化性固体，易潮解	氯化钴 CoCl2 在空气中吸水变红 六水合氯化钴 CoCl2·6H2O 易溶于水	CoCl3（英语：Cobalt trichloride）极不稳定	氯化镍 NiCl2 六水合氯化镍 NiCl2·6H2O	NiCl3不存在
硫酸盐	硫酸亚铁 FeSO4·7H2O 可溶于水，溶液易氧化	硫酸铁 Fe2(SO4)3·6H2O 缓慢溶于水	硫酸钴 CoSO4·7H2O	硫酸钴(III) Co2(SO4)3 强氧化剂，遇水分解	硫酸镍 NiSO4 六水合硫酸镍 NiSO4·6H2O	Ni2(SO4)3不存在
硫酸铵复盐	硫酸亚铁铵（莫尔盐） (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O	硫酸铁铵 NH4Fe(SO4)2·12H2O	硫酸钴铵 (NH4)2Co(SO4)2·6H2O		硫酸镍铵 (NH4)2Ni(SO4)2·6H2O 蓝绿色晶体，可溶于水
硝酸盐	硝酸亚铁 Fe(NO3)2 仅存在于溶液中	硝酸铁 Fe(NO3)3·9H2O 潮解变黄	硝酸钴 Co(NO3)2·6H2O 易潮解	硝酸钴(III) Co(NO3)3 绿色固体，吸湿	硝酸镍 Ni(NO3)2·6H2O 易潮解	Ni(NO3)3不存在
草酸盐	草酸亚铁 FeC2O4·2H2O	草酸铁 Fe2(C2O4)3 淡黄色（无水）固体 黄色（六水）固体 难溶于水 可溶于草酸盐溶液中	草酸钴 CoC2O4 难溶于水		草酸镍 NiC2O4·2H2O 淡绿色晶体
氰配合物	六氰合铁(II)酸钾（亚铁氰化钾） K4[Fe(CN)6]·3H2O	六氰合铁(III)酸钾（铁氰化钾） K3[Fe(CN)6]		六氰合钴(III)酸钾（钴氰化钾） K3[Co(CN)6]	四氰合镍(II)酸钾 K2[Ni(CN)4]·xH2O

此外，铁系元素还有低价、高价的化合物，如含零价铁的Fe(CO)₅、含六价铁的K₂FeO₄等。

参考文献

1. 北师大 等. 无机化学（下册）第四版. 高等教育出版社, 2003. pp 768. ISBN 978-7-04-011583-3

参见

• 锰族元素（周期表内位铁系元素于左方）
• 铜族元素（周期表内位铁系元素于右方）
• 铂族元素（周期表内位铁系元素于下方）