Eisen (mhd. isen; vergleichbar mit kelt. isara „kräftig“, got. eisarn und aiz, lat. aes „Erz“) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit Symbol Fe (lat. ferrum, Eisen) und Ordnungszahl 26. Es ist ein Metall der 4. Periode in der 8. Nebengruppe im Periodensystem. Im Kontext der industriellen Fertigung versteht man unter Eisen den Werkstoff Gusseisen, wohingegen der Werkstoff Stahl gewöhnlich nicht als Eisen bezeichnet wird.
Eigenschaften Das durchschnittliche Eisenatom hat etwa die 56-fache Masse eines Wasserstoffatoms. Der Atomkern des Eisenisotops 56Fe weist einen der größten Massendefekte und damit eine der höchsten Bindungsenergien pro Nukleon aller Atomkerne auf. Deshalb wird es als Endstufe bei der Energieerzeugung durch Kernfusion in den Sternen betrachtet.
Bei Raumtemperatur ist die allotrope Modifikation des reinen Eisens das Ferrit oder a-Eisen. Diese Modifikation weist ein kubisch raumzentriertes Kristallgitter auf, das unterhalb 911 °C vorliegt. Unterhalb des Curiepunkts bei 766 °C ist das Ferrit ferromagnetisch. Die Modifikation zwischen 766 °C und 911 °C heißt ß-Eisen. Da sie sich außer in den magnetischen Eigenschaften nicht vom Ferrit a-Eisen unterscheidet, wird sie gewöhnlich auch als a-Eisen bezeichnet.
Bis 1392 °C liegt es in der kubisch flächenzentrierten -Modifikation oder Austenit vor. Bei weiter steigender Temperatur wandelt das Eisen in d-Ferrit um, das wieder ein kubisch raumzentriertes Gitter aufweist. Der Schmelzpunkt liegt bei 1535 °C.
Diese Eigenschaft der Umwandlung des Gitters von kubisch-raumzentriert (bis 911 °C) über kubisch-flächenzentriert (bis 1392 °C) zu kubisch-raumzentriert (bis 1539 °C) sowie des anschließenden Zerfalls der Gitterstrukturen nennt man auch die „Polymorphie des Eisens“.
Eisen ist beständig an trockener Luft, in trockenem Chlor sowie in konzentrierter Schwefelsäure, konzentrierter Salpetersäure und basischen Agenzien (außer heißer Natronlauge) mit einem pH-Wert größer als 9.
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