Fe
55.845Demir
Iron
Ferrum — bu kanalın adı! Toplam dünya kütlesinin yaklaşık %34,5'ini oluşturur; bu da onu gezegenimizin en bol metali yapar. Çekirdeğin büyük bölümü demirden ibarettir. Yerkabuğunda ise 4. en bol elementtir (kütlece ~%5). Hemoglobinin oksijen taşıyan bileşenidir. +2 (demir II) ve +3 (demir III) oksidasyon basamakları gösterir.
26
55.845 g/mol
[Ar] 3d⁶ 4s²
2 | 8 | 14 | 2
1.83
7.874 g/cm³
1537.8 °C
2860.8 °C
Antik çağ
Demir, insanlığın kullandığı en eski metallerden biridir; MÖ 3500'lere ait demir eserler bulunmuştur. Düzenli kullanım Demir Çağı'yla (MÖ ~1200) yaygınlaştı. Sembol Fe, Latince "ferrum" sözcüğünden gelir — Ferrum platformunun adı bu kökten ilham almıştır. Doğal demir (saf, alaşımsız hâl) nadir görülür; göktaşlarında Fe-Ni alaşımı olarak bulunur.
Fe₂O₃
Demir(III) Oksit (Hematit)Fe₃O₄
Demir(II,III) Oksit (Manyetit)FeSO₄
Demir(II) Sülfat (Yeşil Göztaşı)FeCl₃
Demir(III) KlorürFe(CO)₅
Demir PentakarbonilÇelik üretimi: küresel demir üretiminin >%98'i; inşaat, taşıt, makine
Dökme demir ve dövme demir: köprü, çeşme, pota ve eski yapı elemanları
Haber prosesinde demir katalizörü: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (Fe, Al₂O₃, K₂O promotörlü)
Elektromanyetik uygulamalar: transformatör çekirdeği, elektromagnet (yüksek permeabilite)
Demir güçlendirilmiş gıdalar ve ilaç sektörü (FeSO₄, demir fumarat)
Demir, oksijenin kanda taşınmasında temel metaldir. Hemoglobindeki Fe²⁺ (hem grubu) akciğerlerden dokulara O₂ taşır; miyoglobin kas dokusunda O₂ depolar. Mitokondrideki sitokromlar ve demir-kükürt kümeleri (Fe-S) elektron transport zincirinde rol alır. Dünyada ~2 milyar insan demir eksikliği anemisi yaşar.
01
⁵⁶Fe, çekirdek bağlanma enerjisi eğrisinin zirvesine en yakın noktadadır (⁶²Ni nükleon başına en yüksek bağlanma enerjisine sahip olsa da); füzyon veya fisyon yoluyla demirden enerji elde edilemez.
02
Dünya'nın çekirdeği ağırlıklı olarak Fe-Ni alaşımından oluşur ve gezegenimizin toplam kütlesinin yaklaşık %32'sini demir oluşturur.
03
Hemoglobin her saniye yaklaşık 2,5 milyon kez yenilenir; Fe²⁺ → Fe³⁺ oksidasyonu oksijen taşıma kapasitesini yok eder (methemoglobin).
04
⁵⁷Fe Mössbauer spektroskopisi, demirin bağlanma ortamını ve oksidasyon basamağını nanometre çözünürlükte analiz eder; mineraloji ve biyokimyada güçlü araçtır.
05
Haber prosesindeki demir katalizörü, modern tarımı besleyen amonyak üretiminin kalbidir; bu proses olmadan dünya nüfusunun yaklaşık yarısı beslenemezdi.
1
Geçiş metali; Grup 8, Periyot 4; elektron dizilimi [Ar] 3d⁶ 4s².
2
Başlıca yükseltgenme basamakları: +2 (Fe²⁺, ferro) ve +3 (Fe³⁺, ferri).
3
Pas: 4Fe + 3O₂ + 6H₂O → 4Fe(OH)₃ → 2Fe₂O₃·3H₂O (elektrokimyasal süreç).
4
Fe³⁺ tespiti: Fe³⁺ + 3SCN⁻ → Fe(SCN)₃ (kırmızı kompleks); klasik analitik test.
5
Haber prosesi: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (Fe katalizörü, 400-500°C, 150-300 atm).
6
Döküm demiri (~%4 C) kırılgandır; çelik (~%0,1-2 C) hem sert hem tok.