افتح القائمة الرئيسية

تغييرات

تم إضافة 1٬151 بايت، ‏ قبل 7 أشهر
ط
بوت: تدقيق إملائي و/أو تنسيق
== خصائص الحديد ==
=== الخواص الميكانيكية ===
تُفيّم الخواص الميكانيكية للحديد وسبائكه باستخدام مجموعة متنوعة من الاختبارات، مثل [[اختبار برنل للقساوة|اختبار برينل]] و[[اختبار روكويل للصلادة|اختبار روكويل]] وكلاهما لقياس [[صلادة]] الحديد، و[[مقاومة الشد|اختبار قوة الشد]] وغيرها؛ نتائج هذه الاختبارات على الحديد دقيقة للغاية، بما يسمح باستخدام الحديد لمعايرة أو الربط بين نتائج الاختبارات المختلفة.<ref name=corr>{{مرجع كتاب| مسارالمسار=https://www.gorni.eng.br/e/Gorni_SFHTHandbook.pdf| العنوان=ASM Handbook – Mechanical Testing and Evaluation|الناشر= ASM International| volume= 8| سنةالسنة= 2000| الصفحة= 275| الرقم المعياري=0871703890|المحرر=Kuhn, Howard and Medlin, Dana (prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee)}}</ref><ref>{{مرجع ويب| المسار=https://mdmetric.com/tech/hardnessconversion.html| العنوان=Hardness Conversion Chart|تاريخ الوصول=2010-05-23|الناشر=Maryland Metrics}}</ref> تعتمد نتائج تلك الاختبارات على درجة نقاء الحديد: فبللورات الحديد في صورته النقية أكثر ليونة من [[الألمونيوم]]، ومع إضافة [[جزء في المليون|بعض أجزاء من المليون]] من وزن سبيكة الحديد من عنصر [[الكربون]]، فإنها تضاعف من قوة الحديد.<ref name=pure>{{مرجع كتاب| مسارالمسار=https://books.google.com/books?id=-Ll6qjWB-RUC&pg=PA164| الصفحات=164–167| العنوان=Handbook of materials and techniques for vacuum devices|الأخير=Kohl | الأول= Walter H.| الناشر=Springer| سنةالسنة=1995| الرقم المعياري=1563963876}}</ref> تزداد صلادة الحديد بسرعة بزيادة محتوى الكربون في سبيكة الحديد حتى تصل نسبته إلى 0.2 ٪ من وزن السبيكة، وبعد ذلك يتزايد بمعدلات أقل ويصل إلى الذروة عندما يصل محتوى الكربون إلى 0.6 ٪ تقريبا من وزن السبيكة.<ref>{{مرجع كتاب| مسارالمسار=https://books.google.com/books?id=LgB5dkmPML0C&pg=PA218| الصفحة=218| العنوان=Materials Science and Engineering|الأول=V.| الأخير= Raghavan| الناشر =PHI Learning Pvt. Ltd.|الرقم المعياري=8120324552 |سنةالسنة=2004}}</ref> الحديد النقي المنتج صناعياً (حوالي 99.99 ٪) لديه صلادة تقدر بـ 20-30 [[اختبار برنل للقساوة|HB]].<ref>{{cite journal| titleالعنوان=Properties of Various Pure Irons : Study on pure iron I| urlالمسار=https://ci.nii.ac.jp/naid/110001459778/en| volume=50| issue=1| pagesالصفحات=42–47| journal=Tetsu-to-Hagane| first1الأول1 = Kusakawa | last1الأخير1 = Takaji | first2الأول2 = Otani | last2الأخير2 =Toshikatsu}}</ref>
 
=== التآصل في الحديد ===
يمثل الحديد أفضل مثال لظاهرة ال[[تآصل]] في المعادن، فالحديد يتواجد في ثلاثة أطوار تآصلية وهي (α-Fe، γ-Fe، δ-Fe). يعد فهم ظاهرة التآصل في الحديد هو المفتاح لإنتاج سبائك صلب ذات خصائص محددة للأغراض المختلفة.
 
أولها تكوّناً عندما يتجمد الحديد من حالته السائلة عند 1538 درجة مئوية هو (δ-Fe)، يعد الفيريت (α-Fe) هو الطور الأكثر استقرارا للحديد في درجات الحرارة العادية.<ref>{{مرجع كتاب|مسارالمسار=https://books.google.com/books?id=xv420pEC2qMC&pg=PA183| الصفحة=183| العنوان=Concise encyclopedia of the structure of materials| الأول=John Wilson | الأخير = Martin| الناشر=Elsevier| سنةالسنة= 2007|الرقم المعياري=0080451276}}</ref> أما 912 درجة مئوية وحتى 1400 درجة مئوية، يتحول الحديد تدريجياً من طور [[فيريت|الفيريت]] إلى طور [[أوستنيت|الأوستنيت]] (γ-Fe)، ويستخدم هذا الطور من الحديد في إنتاج [[فولاذ غير قابل للصدأ|الصلب الذي لا يصدأ]]، والذي يستخدم في صناعة أدوات المائدة والمستشفيات ومعدات الصناعات الغذائية.<ref name="Metallo">{{مرجع كتاب | مسارالمسار = https://books.google.com/books?id=hoM8VJHTt24C&pg=PA24 | الصفحات=24–28 | العنوان =Metallographer's guide: practice and procedures for irons and steels | الأول1 = B. L. | الأخير1 = Bramfitt | الأول2= Arlan O. | الأخير2 = Benscoter | chapter = The Iron Carbon Phase Diagram | الناشر = ASM International| سنةالسنة = 2002| الرقم المعياري = 9780871707482}}</ref><!--http://books.google.de/books?id=brpx-LtdCLYC-->
 
=== نظائر الحديد ===
يعد نظير الحديد <sup>56</sup>Fe أكثر نظائر الحديد وفرة وأكثرها ثباتاً. من غير الممكن إجراء عملية انشطار أو اندماج نووي لهذا النظير مع حدوث إصدار للطاقة. يتشكل هذا النظير من نظير النيكل <sup>56</sup>Ni الذي يتشكل من نوى أخف من خلال [[عملية ألفا]] داخل [[مستعر أعظم|المستعرات العظمى]] (اقرأ [[عملية احتراق السيليكون]]). يشكل النظير 56 للنيكل نهاية سلسلة تفاعل الاندماج النووي داخل النجوم العملاقة، لأن إضافة [[جسيم ألفا]] آخر سيشكل الزنك-60، والذي يتطلب تشكيله طاقة عالية جداً، لذلك فإن النيكل-56، والذي عمر النصف له 6 أيام، يوجد بكثرة في هذه النجوم. أثناء عملية اضمحلال المستعر الأعظم إلى [[بقايا مستعر أعظم|بقايا]]، تحدث للنيكل-56 عمليتي إصدار [[بوزيترون|بوزيتروني]] متلاحقتين، يتحول من خلالها أولاً إلى الكوبالت-56، ومن ثم إلى الحديد-56 المستقر، مما يفسر الوفرة الكبيرة للحديد في الكون مقارنة مع فلزات أخرى مقاربة في الكتلة الذرية. يوجد نظير الحديد-56 في قلب [[عملاق أحمر|العملاق الأحمر]] وفي [[نيزك حديدي|النيازك الحديدية]] وفي جوف الكرة الأرضية.
 
هنالك [[نظير مشع منقرض]] للحديد <sup>60</sup>Fe له [[عمر النصف|عمر نصف]] كبير يبلغ 2.6 مليون سنة.<ref name="NUBASE">{{cite journal| firstالأول = Audi| lastالأخير = Georges|titleالعنوان = The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties| journal = Nuclear Physics A| volume = 729| pagesالصفحات = 3–128| publisherالناشر = Atomic Mass Data Center| yearالسنة = 2003| doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001}}</ref> إن أغلب الدراسات السابقة حول قياس نسبة نظائر الحديد كانت مركزة حول تحديد نسبة الاختلافات في النظير <sup>60</sup>Fe، وذلك نتيجة للعمليات المرافقة لحدوث [[تخليق نووي|التخليق النووي]] وفي تشكل [[خام|الخامات]]. ساعد التطور الكبير والمتسارع في تقنية [[مطيافية الكتلة]] على كشف وتحديد نسب [[نظير مستقر|النظائر المستقرة]] للحديد، وذلك نتيجة وجود العديد من الفروع العلمية المهتمة بهذا المجال، من بينها [[علوم الأرض]] و[[علم الكواكب]] بالإضافة إلى التطبيقات الحيوية والصناعية.<ref>{{cite journal |last1الأخير1=Dauphas | first1الأول1 = N. | last2الأخير2= Rouxel | first2الأول2 = O.|yearالسنة=2006|titleالعنوان=Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes|journal=Mass Spectrometry Reviews |volume=25| pagesالصفحات=515–550|urlالمسار=https://geosci.uchicago.edu/~dauphas/OLwebsite/PDFfiles/Dauphas_Rouxel_MSR06.pdf |doi=10.1002/mas.20078 |pmid=16463281 |issue=4}}</ref>
 
أظهرت الدراسات لبعض النيازك الحديدية أن العلاقة بين تركيز النيكل-60، والذي يمثل [[ناتج اضمحلال]] للحديد-60، ووفرة نظائر الحديد المستقرة يمكن أن تعطي دلالة على وجود الحديد-60 <sup>60</sup>Fe أثناء [[تشكل وتطور النظام الشمسي]]. من المحتمل أن تكون الطاقة المتحررة أثناء اضمحلال نظير الحديد-60، بالإضافة إلى الطاقة المتحررة عن نظير الألومنيوم المشع <sup>26</sup>Al، قد ساهمت في حدوث إعادة انصهار وإعادة تشكيل وتمايز [[كويكب|الكويكيبات]] قبل نشوئها من 4.6 مليار سنة.
 
== مركبات الحديد ==
تكافؤ مركبات الحديد غالباً ما يكون +2 أو +3، ويطلق على مركبات الحديد ثنائية التكافؤ (حديدوز) مثل أكسيد الحديدوز (FeO)، وعلى مركبات الحديد ثلاثية التكافؤ (حديديك) مثل أكسيد الحديديك (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>). قد يصبح تكافؤ مركبات الحديد سداسي التكافؤ كحالة رابع حديدات البوتاسيوم (K<sub>2</sub>FeO<sub>4</sub>). كما أن مركبات الحديد التي تشارك في تفاعلات الأكسدة البيوكيميائية، رباعية التكافؤ.<ref>{{cite journal | doi = 10.1021/ar700027f | titleالعنوان = High-Valent Iron(IV)–Oxo Complexes of Heme and Non-Heme Ligands in Oxygenation Reactions | yearالسنة = 2007 | last1الأخير1 = Nam | first1الأول1 = Wonwoo | journal = Accounts of Chemical Research | volume = 40 | pagesالصفحات = 522–531 | pmid = 17469792 | issue = 7}}</ref><ref name="HollemanAF">{{مرجع كتاب|الناشر = Walter de Gruyter|سنةالسنة = 1985|الإصدار = 91–100|الصفحات = 1125–1146|الرقم المعياري = 3110075113|العنوان = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|الأول1 = Arnold F.|الأخير1 = Holleman|الأخير2 = Wiberg|الأول2 = Egon|الأخير3 = Wiberg|الأول3 = Nils;|chapter = Iron| لغةاللغة = German}}</ref> كما تتواجد [[كيمياء عضوية فلزية|مركبات عضوية معدنية]] للحديد ذات تكافؤ أحادي موجب أو أحادي سالب أو ثنائي سالب. بل ويتواجد الحديد أحياناً في حالته العنصرية داخل جسم الإنسان.
 
كما يتواجد مركبات للحديد يكون فيها الحديد ذا تكافؤ ثنائي وثلاثي في الوقت ذاته كأكسيد الحديد الأسود (ال[[ماغنتيت]]) ومركب أزرق بروسيا (Fe<sub>4</sub>(Fe[CN]<sub>6</sub>)<sub>3</sub>)،<ref name="HollemanAF"/> والذي يستخدم بعض أنواع أوراق الطباعة التي تستخدم في بعض الرسومات الهندسية.<ref>{{مرجع كتاب | chapter = An introduction in monochrome | الصفحات = 11–19 | الأول = Mike | الأخير = Ware | الناشر = NMSI Trading Ltd | العنوان = Cyanotype: the history, science and art of photographic printing in Prussian blue | الرقم المعياري = 9781900747073 | سنةالسنة = 1999| مسارالمسار = https://books.google.de/books?id=C-7I69gFIbMC&pg=PA11}}</ref>
 
'''الحديدوز''' <sup>2+</sup>Fe ([[لغة إنجليزية|بالإنجليزية]] : Ferrous ) ، في علم الكيمياء ، تُشير إلى مركبات الحديد ثنائية التكافؤ (حالة الأكسدة +2) ، المغاير للحديديك ([[لغة إنجليزية|بالإنجليزية]] : Ferric ) ، والذي يُشير إلى مركبات الحديد ثلاثية التكافؤ (حالة الأكسدة +3).<ref name=" Ferrous ">أ ب [https://www.merriam-webster.com/dictionary/ferrous Ferrous]، [[ميريام وبستر]]، retrieved 19 April 2008 {{Webarchive|url=http://web.archive.org/web/20170813225658/https://www.merriam-webster.com/dictionary/ferrous |date=13 أغسطس 2017}}</ref>
يدخل الحديد في العديد من مركبات السيانيد. من أشهر مركبات [[سيانيد|السيانيد]] التي يدخل فيها الحديد مسحوق ''' أزرق بروسيا ''' (Fe<sub>4</sub>(Fe[CN]<sub>6</sub>)<sub>3</sub>)، و[[فيروسيانيد البوتاسيوم]] و[[فيريك-سيانيد البوتاسيوم]].
 
كما يستخدم مسحوق أزرق بروسيا كترياق من سموم [[الثاليوم]] [[سيزيوم|السيزيوم]] المشعة<ref>{{مرجع ويب| المسار =https://www.fda.gov/Drugs/EmergencyPreparedness/BioterrorismandDrugPreparedness/ucm130337.htm| العنوان = Questions and Answers on Prussian Blue| تاريخ الوصول = 2009-06-06}}</ref><ref>{{cite journal | doi =10.1345/aph.1E024 | pagesالصفحات = 1509–1514 | titleالعنوان =Soluble or Insoluble Prussian Blue for Radiocesium and Thallium Poisoning? | yearالسنة =2004 | last1الأخير1 =Thompson | first1الأول1 =D. F | journal =Annals of Pharmacotherapy | volume =38}}</ref>، كما يستخدم كصبغة زرقاء لإزالة اصفرار الماء نتيجة وجود رواسب من أملاح الحديد.<ref name="Iron 2008">"Iron." Microsoft® Student 2009 [DVD]. Redmond, WA: Microsoft Corporation, 2008.</ref>
 
<gallery>
اكتشف الحيثيون<ref name=mulhy>Muhly, James D. 'Metalworking/Mining in the Levant' pp. 174-183 in ''Near Eastern Archaeology'' ed. Suzanne Richard (2003), pp. 179-180.</ref> أنتاج الحديد قديماً في أفران تستخدم فيها منفاخ لضخ الهواء من خلال كومة من الحديد الخام والمدفون في [[الفحم]]. يختزل [[أول أكسيد الكربون]] الناتج من حرق الفحم خامة الحديد لينتج الحديد. لم تكن الحرارة الناتجة كافية لصهر الحديد، لذا فإن الجزء السفلي من المعدن الناتج يكون على شكل كتلة إسفنجية، تعج بالمسام الممتلئة بالرماد والخبث. يعاد تسخين الحديد الناتج لتليينه وصهر الخبث، ومن ثم يُطرق مراراً وتكراراً لإزالة الخبث المنصهر. ناتج هذه العملية الطويلة والشاقة هو [[الحديد المطاوع]]، وهو سبيكة مرنة ولكن ضعيفة نوعاً ما.
 
ومع الوقت، اكتشف الحدادون في [[الشرق الأوسط]]، أن الحديد المطاوع يمكن أن يتحول إلى منتج أقوى بكثير عن طريق تسخينه في وعاء يحتوي على [[فحم نباتي|الفحم النباتي]] لبعض الوقت، ومن ثم غمره في الماء أو الزيت حتى يخمد. نتج عن هذه الطريقة تكون طبقة خارجية للقطعة من [[صلب (سبيكة)|الصلب]]، وهي سبيكة من الحديد و[[سمنتيت|كربيد الحديد]]، والتي كانت أكثر صلادة وأقل هشاشة من البرونز وبدأت تحل محله. وقبل عام 200 ق.م، استطاع الهنود إنتاج صلب عالي الجودة في جنوب [[الهند]] بصهر الحديد الخام والفحم والزجاج في بواتق حتى ينصهر الحديد ويذيب الكربون.<ref name=Juleff>{{cite journal|authorالمؤلف=G. Juleff|titleالعنوان=An ancient wind powered iron smelting technology in Sri Lanka|journal=[[نيتشر (مجلة)|]]|volume=379|issue=3|pagesالصفحات=60–63|yearالسنة=1996|doi=10.1038/379060a0|ref=harv}}</ref> انتقلت تلك الفكرة من الهند إلى [[الصين]] بحلول القرن الخامس الميلادي.<ref name="needham volume 4 part 1 282">Needham, Volume 4, Part 1, 282.</ref>
 
في القرن الحادي عشر، صنع الصينيون الصلب بطريقة تشبه إلى حد ما [[طريقة بسمر]]، عن طريق إزالة [[الكربون]] جزئياً بطرق الحديد بصورة متكررة مع نفخ الهواء البارد.<ref>Robert Hartwell, 'Markets, Technology and the Structure of Enterprise in the Development of the Eleventh Century Chinese Iron and Steel Industry' ''Journal of Economic History'' 26 (1966). pp. 53-54</ref> مما استدعى إزالة مساحات كبيرة من الغابات لتفي بحاجة صناعة الحديد من الفحم.<ref name="ebrey 158">Ebrey, 158.</ref>
 
تقدمت صناعة الحديد أكثر وأكثر ب[[اختراعات المسلمين]]، خلال [[العصر الذهبي للإسلام]]. شمل ذلك إقامة مصانع لإنتاج المعادن. وبحلول القرن الحادي عشر، انتشرت تلك المصانع في كل الولايات الإسلامية من [[الأندلس]] و[[شمال أفريقيا]] غرباً إلى [[آسيا الوسطى]] شرقاً.<ref name=Lucas-10>Adam Robert Lucas (2005), "Industrial Milling in the Ancient and Medieval Worlds: A Survey of the Evidence for an Industrial Revolution in Medieval Europe", ''Technology and Culture'' '''46''' (1): 1-30 [10-1 & 27]</ref> كما أن هناك دلائل تشير إلى استخدام ما يشبه [[فرن لافح|الفرن العالي]] في عصر [[أيوبيون|الدولة الأيوبية]] [[مماليك|المماليك]].<ref>{{Cite journal|titleالعنوان=Ahmad Y. Al-Hassan and Donald R. Hill, ''Islamic technology: an illustrated history''|authorالمؤلف=R. L. Miller|journal=Medical History|volume=32|issue=4|dateالتاريخ=October 1988|pagesالصفحات=466–7|ref=harv}}</ref>
 
اخترع المسلمون أحد أشهر أنواع الصلب في العصور الوسطى وهو [[صلب دمشقي|الصلب الدمشقي]]، واستخدموة في صناعة السيوف، في الفترة من عام 900 إلى عام 1750. أنتج هذا الصلب باستخدام بواتق بطريقة تشبه الطريقة الهندية، ولكنه يحتوي على الكربيدات مما يجعل السيوف أكثر كفاءة في القطع.<ref>{{cite journal | firstالأول = W. | lastالأخير = Kochmann | coauthorsالمؤلفين المشاركين = Reibold M., Goldberg R., Hauffe W., Levin A. A., Meyer D. C., Stephan T., Müller H., Belger A., Paufler P. | yearالسنة = 2004 | titleالعنوان = Nanowires in ancient Damascus steel | quotes = | journal = Journal of Alloys and Compounds | volume = 372 | pagesالصفحات = L15–L19 | issn = 0925-8388 | doi = 10.1016/j.jallcom.2003.10.005 | ref = harv}}<br/>{{cite journal | firstالأول = A. A. | lastالأخير = Levin | coauthorsالمؤلفين المشاركين = Meyer D. C., Reibold M., Kochmann W., Pätzke N., Paufler P. | yearالسنة = 2005 | titleالعنوان = Microstructure of a genuine Damascus sabre | journal = Crystal Research and Technology | volume = 40 | issue = 9 | pagesالصفحات = 905–916 | doi =10.1002/crat.200410456 | urlالمسار = https://www.crystalresearch.com/crt/ab40/905_a.pdf | ref = harv}}</ref>
 
== الحديد في القرآن الكريم ==
=== القبط والتخزين ===
{{مفصلة|استقلاب الحديد عند الإنسان}}
يجري تنظيم دقيق للحديد داخل الخلايا، حيث لا يوجد حديد حر فيها. من أهم عناصر تنظيم الحديد البروتين [[ترانسفيرين]] الذي يربط الحديد الذي يُمتصّ في [[إثنا عشري|الإثني عشري]] ويحمله إلى الخلايا.<ref>{{Cite journal|doi=10.1371/journal.pbio.0000079|titleالعنوان=How mammals acquire and distribute iron needed for oxygen-based metabolism|yearالسنة=2003|authorالمؤلف=Rouault T.A.|journal=PLoS Biology|volume=1|pagesالصفحات=e9 |pmid=14551907 |issue=1 |pmc=212690}}</ref> عند [[حيوان|الحيوانات]] و[[نبات|النباتات]] و[[فطريات|الفطريات]] الحديد عادةً هو [[أيون|الأيون]] المضمّن في مركّب الهيم، والهيم مكوّنة أساسية لبروتينات [[سيتوكروم|السيتوكروم]] التي تتواسط في [[تفاعل أكسدة-اختزال|تفاعلات الأكسدة والاختزال]]، وكذلك للبروتينات الناقلة [[أكسجين|للأكسجين]] مثل [[هيموغلوبين|الهيموغلوبين]] و[[ميوغلوبين|الميوغلوبين]] و[[ليغيموغلوبين|الليغيموغلوبين]]. يساهم الحديد اللاعضوي أيضاً في تفاعلات الأكسدة والاختزال في [[عنقود الحديد والكبريت|عناقيد الحديد والكبريت]] في الكثير من [[أنزيم|الأنزيمات]]، مثل [[نتروجيناز|النتروجيناز]] و[[هيدروجيناز|الهيدروجيناز]]. تشمل الأمثلة على البروتينات غير المعتمدة على الهيم [[مختزلة الريبونوكليوتيد]] (تحول [[ريبوز|الريبوز]] إلى [[ديوكسي ريبوز]]) و[[فسفتاز حمضية]].
 
يخضع توزع الحديد في [[ثدييات|الثدييات]] إلى تنظيم صارم، ويعود ذلك جزئياً إلى سميته المحتملة<ref>{{Cite journal| authorالمؤلف= Nanami N. ''et al''. | titleالعنوان=Tumor necrosis factor-α-induced iron sequestration and oxidative stress in human endothelial cells |urlالمسار=https://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17328512 |journal=Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology |yearالسنة=2005 |volume=25 |issue=12 |pmid=16224057 |pagesالصفحات=2495–2501 |doi=10.1161/01.ATV.0000190610.63878.20}}</ref>.
 
يمكن أن يشكل الحصول على الحديد مشكلةً بالنسبة [[كائنات هوائية|للكائنات الهوائية]] لأن الحديد ثلاثي التكافؤ ذوبانيته قليلة في [[أس هيدروجيني|الوسط]] المعتدل؛ وقد تطور لدى بعض البكتيريا والفطريات والنباتات عوامل احتجاز الحديد ذات ألفة عالية تسمى [[حاملة الحديد|حاملات الحديد]]<ref>{{Cite journal| urlالمسار = https://www.jbc.org/content/270/45/26723.short | pmid = 7592901 | doi = 10.1074/jbc.270.45.26723 | yearالسنة = 1995 | authorالمؤلف = Neilands J.B. | titleالعنوان = Siderophores: structure and function of microbial iron transport compounds. | volume = 270 | issue = 45 | pagesالصفحات = 26723–6 | journal = The Journal of biological chemistry | doi_brokendate = 2010-05-25}}</ref><ref>{{Cite journal| doi =10.1146/annurev.bi.50.070181.003435 | titleالعنوان =Microbial iron compounds | yearالسنة =1981 | authorالمؤلف =Neilands J.B. | journal =Annual Review of Biochemistry | volume =50 | pagesالصفحات =715 | pmid =6455965}}</ref><ref>{{Cite journal| doi = 10.1023/A:1020218608266 | yearالسنة = 2002 | authorالمؤلف = Boukhalfa H. & Crumbliss A.L. | journal = BioMetals | volume = 15 | pagesالصفحات = 325 | pmid = 12405526 | titleالعنوان = Chemical aspects of siderophore mediated iron transport. | issue = 4}}</ref>.
 
=== تأثيرات الحديد البيولوجية ===
الحديد موجود في مواد كثيرة. تشمل أغنى مواد [[غذاء|الغذاء]] بالحديد : اللحوم الحمراء وبالطبع [[الكبد]] ، و[[بقول|البقول]] [[عدس|كالعدس]] ، و[[حمص (نبات)|الحمص]] والفول، ولحوم الدواجن والسمك ، والخضار مثل السبانخ والباذنجان والخرشوف . ويكون امتصاص حديد اللحوم (حديد الهيم) أسهل مقارنةً مع الحديد من النباتات<ref>[https://www.eatwell.gov.uk/healthissues/irondeficiency/ Food Standards Agency - Eat well, be well - Iron deficiency]</ref>.
 
تشير دراسات عديدة أن الهيم أو الهيموغلوبين من اللحوم الحمراء قد يزيد اختطار [[سرطان القولون]]<ref name="pmid10582688">{{Cite journal|urlالمسار=https://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/abstract/59/22/5704 |titleالعنوان=Red meat and colon cancer: the cytotoxic and hyperproliferative effects of dietary heme |journal=Cancer Research|volume=59 |issue=22 |pageالصفحة=5704 |yearالسنة=1999 |pmid=10582688 |authorالمؤلف=Sesink A.L. ''et al''.}}</ref><ref name="pmid16226281">{{Cite journal|titleالعنوان=Hemoglobin and hemin induce DNA damage in human colon tumor cells HT29 clone 19A and in primary human colonocytes |journal=Mutation Research |volume=594 |issue=1-2 |pagesالصفحات=162–171 |yearالسنة=2006 |pmid=16226281 |doi=10.1016/j.mrfmmm.2005.08.006 |authorالمؤلف=Glei M. ''et al''.}}</ref>، إلا أن هذا الأمر موضع لبعض الخلاف<ref>{{Cite journal|urlالمسار=https://cebp.aacrjournals.org/content/10/5/439.full|titleالعنوان=Systematic review of the prospective cohort studies on meat consumption and colorectal cancer risk: a meta-analytical approach |journal=Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention |yearالسنة=2001 |volume=10 |pageالصفحة=439 |pmid=11352852 |issue=5|authorالمؤلف=Sandhu M.S. ''et al''.}}</ref>، وتوحي بضعة دراسات أن البيّنات الموجودة غير كافية لإثبات هذا الادعاء<ref>{{مرجع ويب| المسار = https://www.sciencedaily.com/releases/2007/06/070611113729.htm | العنوان = Eating red meat will not increase colorectal cancer risk, study suggests | الناشر = ScienceDaily | التاريخ = June 13, 2007| تاريخ الوصول = 2010-10-01}}</ref>.
 
وفي النباتات يؤدي [[عوز الحديد (نبات)|عوز الحديد]] إلى اصفرار الأوراق لأن الحديد ضروري في عملية اصطناع [[كلوروفيل|الكلوروفيل]]، فهو يدخل في تركيب إنزيم يساهم في تركيب [[حمض أمينوليفولينيك]]، وهذا الحمض هو طليعة الكلوروفيل والهيم<ref name="Kumar2000">{{Cite journal | authorالمؤلف= Kumar A.M. & Söll D. | yearالسنة= 2000 | titleالعنوان= Antisense HEMA1 RNA expression inhibits heme and chlorophyll biosynthesis in arabidopsis | journal= Plant Physiology | volume= 122 | issue = 1 | pagesالصفحات = 49-56 | doi = 10.1104/pp.122.1.49 | urlالمسار = https://www.plantphysiol.org/cgi/content/abstract/122/1/49 | pmid= 10631248 | pmc=}}</ref>.
 
== الحديد في الطبيعة ==
[[ملف:Mineral Olixisto GDFL101.jpg|left|150px|thumb|[[شاذنج|الهيماتيت]]]]
[[ملف:Magnetit.jpg|left|150px|thumb|[[الماغنتيت]]]]
الحديد هو السادس من حيث وفرة من العناصر الكيميائية في [[الكون]]، وهو يتكون خلال الخطوة الأخيرة من [[عملية احتراق السيليكون]] في النجوم العملاقة. ونادراً ما يتواجد الحديد في حالته كعنصر (Fe) على سطح [[الأرض]] لأنه يميل إلى التأكسد، ولكن أكاسيده منتشرة وتمثل خاماته الأولية. بالرغم من أنه يمثل نحو 5 ٪ من [[قشرة أرضية|القشرة الأرضية]]، إلا أنه يعتقد أن سبيكة من الحديد و[[النيكل]] في باطن الأرض تمثل 35 ٪ من كتلة الأرض ككل. لذا، فالحديد هو العنصر الأكثر وفرة على سطح الأرض، لكنه العنصر الرابع الأكثر وفرة في القشرة الأرضية.<ref>{{مرجع ويب|العنوان = Iron: geological information|المسار = https://www.webelements.com/iron/geology.html|تاريخ الوصول = 2010-05-23 | الناشر = WebElements}}.</ref><ref>{{cite journal | urlالمسار = https://www.pnas.org/content/77/12/6973| titleالعنوان = Chemical composition of Earth, Venus, and Mercury | authorالمؤلف =John W. Morgan*and Edward Anders | journal = [[Proc. Nat. Acad. Sci.]] | volume = 77 | issue = 12 | pagesالصفحات = 6973 –6977}}</ref>
 
معظم الحديد في القشرة الأرضية متحد مع [[الأكسجين]] مكوناً أكاسيد الحديد والتي تمثل خامات الحديد في الطبيعة [[شاذنج|كالهيماتيت]] [[ماغنتيت|الماغنتيت]]. يتواجد الحديد بوفرة في بعض التكوينات الحجرية. هذه التكوينات الجيولوجية هي نوع من الصخور التي تتكون من طبقات رقيقة من أكاسيد الحديد، إما من الماغنيتيت (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>) أو الهيماتيت (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)، بالتناوب مع طبقات فقيرة بالحديد من [[صوان (حجر)|الحجارة]] والطمي. تشكلت هذه التكوينات منذ 3700 إلى 1800 مليون عام.<ref>{{Cite journal | first1الأول1 = T. W. | last2الأخير2 = Reinhard | titleالعنوان = Early Earth: Oxygen for heavy-metal fans | journal = Nature | volume = 461 | issue = 7261 | pagesالصفحات = 179–181 | yearالسنة = 2009 | last1الأخير1 = Lyons | doi = 10.1038/461179a | pmid = 19741692 | first2الأول2 = CT}}</ref><ref>{{Cite journal | first1الأول1 = P. | titleالعنوان = Paleoecological Significance of the Banded Iron-Formation | journal = Economic Geology | volume = 68 | last1الأخير1 = Cloud | pagesالصفحات = 1135–1143 | yearالسنة = 1973 | doi = 10.2113/gsecongeo.68.7.1135}}</ref> كما أن هناك صور أخرى لخامات الحديد مثل [[ليمونيت|الليمونيت]] [[بيريت|البيريت]] و[[إلمينيت|الإلمينيت]] و[[سيدريت|السيدريت]].
 
نحو 1 من كل 20 [[نيزك|حجر نيزكي]] تتكون من معادن غنية بالحديد والنيكل ك[[تاينيت|التاينيت]] (35–80% حديد)، و[[كاماسيت|الكاماسيت]] (90-95 % حديد). وبالرغم من ندرتها، إلا أن نيازك الحديد هي المصدر الرئيس للحديد على سطح الأرض.<ref>{{cite journal | urlالمسار = https://books.google.de/books?id=QDU7AAAAIAAJ&pg=PA152 | pageالصفحة =152 | titleالعنوان = Planet earth: cosmology, geology, and the evolution of life and environment | firstالأول = Cesare | lastالأخير = Emiliani | publisherالناشر = Cambridge University Press | yearالسنة = 1992 | isbn = 9780521409490 | chapter = Meteorites}}</ref>
 
وقد ثبت باستخدام [[مطياف موس باوير]]، أن اللون الأحمر لسطح [[المريخ]] هو طبقة غنية بأكاسيد الحديد.<ref>{{cite journal | doi = 10.1007/s10751-007-9508-5 | titleالعنوان = Two earth years of Mössbauer studies of the surface of Mars with MIMOS II | yearالسنة = 2007 | last1الأخير1 = Klingelhöfer | first1الأول1 = G. | last2الأخير2 = Morris | first2الأول2 = R. V. | last3الأخير3 = Souza | first3الأول3 = P. A. | last4الأخير4 = Rodionov | first4الأول4 = D. | last5الأخير5 = Schröder | first5الأول5 = C. | journal = Hyperfine Interactions | volume = 170 | pagesالصفحات = 169–177}}</ref>
 
<gallery>
نظراً لانخفاض تكلفة إنتاجه وقوته، أصبح استخدامه لا غنى عنه في التطبيقات الهندسية مثل أجسام [[آلة تشغيل|الماكينات]] و[[سيارة|السيارات]] وهياكل [[سفينة|السفن]] والهياكل المعدنية [[مبنى|للأبنية]] العملاقة. لا يستخدم الحديد الخالص نظراً لأنه لين جداً، لذا فهو غالباً ما تستخدم أشهر سبائكه وهي سبائك [[صلب (سبيكة)|صلب]].
 
يصنف الحديد تجارياً على أساس درجة نقائه ووفرة العناصر السبائكية به. يحتوي [[تماسيح الحديد|الحديد الغفل]] على 3.5-4.5 % كربون،<ref name="msts">{{مرجع كتاب|الأخير1 = Camp|الأول1 = James McIntyre|الأخير2 = Francis |الأول2 = Charles Blaine|العنوان = The Making, Shaping and Treating of Steel|الناشر = Carnegie Steel Company |سنةالسنة=1920|مكانالمكان = Pittsburgh|الصفحات = 173–174|مسارالمسار = https://books.google.com/books?id=P9MxAAAAMAAJ}}</ref> ويحتوي على كميات مختلفة من الشوائب، مثل [[الكبريت]] و[[السيليكون]] و[[الفوسفور]]. الحديد الغفل ليس منتجاً نهائياً قابلاً للبيع، وإنما هو خطوة وسيطة في إنتاج [[الحديد الزهر]] والصلب من خامات الحديد. [[الحديد الزهر]] يحتوي على 2-4 ٪ كربون و 1-6 ٪ سيليكون وكميات صغيرة من [[المنغنيز]]. تؤثر الشوائب الموجودة في الحديد الغفل مثل الكبريت والفسفور سلباً على خصائص المنتج النهائي، لذا يتم تخفيضها إلى مستوى مقبول. لكلا العنصرين [[نقطة الانصهار|درجات انصهار]] بين 1150-1200 درجة مئوية، وهي أقل من أي من العنصرين الرئيسيين في سبائك الحديد (الحديد والكربون)، لذا فإنهما ينصهرا أولاً، ويسهل إزالة أغلبهما. تتأثر الخصائص الميكانيكية للسبائك الحديدية كثيراً، بالهيئة التي يتخذها الكربون في السبيكة.
 
يأخذ الكربون في "الحديد الزهر الأبيض" شكل [[سمنتيت]] أو كربيد الحديد (Fe<sub>3</sub>C). يتسبب هذا المركب الهش من الكربيدات في جعل الحديد الزهر الأبيض غير مقاوم للصدمات. أما في [[حديد زهر رمادي|الحديد الزهر الرمادي]] فيتواجد الكربون حراً في شكل رقائق دقيقة من [[غرافيت|الجرافيت]]، مما يجعله أيضا هشاً لتركز الإجهادات عند الأطراف المدببة لرقائق الجرافيت. هناك نوع آخر من الحديد الزهر هو [[حديد زهر مرن|الحديد الزهر المرن]]، وهو أحد أشكال الحديد الزهر الرمادي المعالجة بإضافة كميات ضئيلة من [[الماغنيسيوم]]، لتحويل شكل الجرافيت من الشكل الرقائقي إلى أشباه كرات أو عقيدات، والتي تزيد من [[متانة]] وقوة للمادة.
 
== استخدامات مركبات الحديد ==
مركبات الحديد منتشرة في الصناعة، وتستخدم في العديد من الاستخدامات المتخصصة. تستخدم مركبات الحديد عادة كعامل محفز في [[عملية هابر|عملية هابر-بوش]] لإنتاج [[الأمونيا]] و[[عملية فيشر-تروبش]] لتحويل [[أول أكسيد الكربون]] إلى [[هيدروكربون|هيدروكربونات]] لإنتاج الوقود ومواد التشحيم.<ref>{{مرجع كتاب | العنوان = Surface science: foundations of catalysis and nanoscience | الأول = Kurt W. | الأخير = Kolasinski | الرقم المعياري = 9780471492443| الناشر =John Wiley and Sons | سنةالسنة = 2002 | مسارالمسار = https://books.google.de/books?id=OA7L1l6oHAYC&pg=PR15 | page 15–16 | chapter = Where are Heterogenous Reactions Important}}</ref>
 
يستخدم [[كلوريد الحديد الثلاثي]] في تنقية المياه و[[معالجة مياه الصرف الصحي]]، وفي صبغ القماش وكعامل لتلوين الطلاء، كما يضاف لأعلاف الحيوانات، ويستخدم أيضاً لتنظيف [[النحاس]] في صناعة [[لوحة دارات مطبوعة|لوحات الدوائر المطبوعة]].<ref>{{cite journal| doi = 10.1002/14356007.a14_591| titleالعنوان = Iron Compounds| yearالسنة = 2000| last1الأخير1 = Wildermuth| first1الأول1 = Egon| last2الأخير2 = Stark| first2الأول2 = Hans| last3الأخير3 = Friedrich| first3الأول3 = Gabriele| last4الأخير4 = Ebenhöch| first4الأول4 = Franz Ludwig| last5الأخير5 = Kühborth| first5الأول5 = Brigitte| last6 = Silver| first6 = Jack| last7 = Rituper| first7 = Rafael}}</ref> كما يتحلل في [[الكحول]] ليستخدم كصبغة.<ref name="Iron 2008"/> أما الهاليدات فيتوقف استخدامها على بعض الاستخدامات المختبرية المحدودة.
 
يستخدم [[كبريتات الحديد الثنائي]] لاختزال أملاح الكرومات في صناعة الاسمنت، كما يستخدم لعلاج [[فقر الدم بعوز الحديد|افتقار الدم لعنصر الحديد]].
1٬060٬917

تعديل