حديد: الفرق بين النسختين

'''الحديد''' (Iron) هو [[عناصر كيميائية|عنصر كيميائي]] و [[فلز|فلزي]]، وهو أحد أقدم [[معادنمعدن|المعادن]] اكتشافا. رمزه '''Fe''' (من [[لغة لاتينية|اللاتينية]] :''ferrum'') و[[عدد ذري|عدده الذري]] (26) يقع بالمجموعة الثامنة والدورة الرابعة من [[جدول دوري|الجدول الدوري]].

هو ضروري ل[[حياة]] [[إنسان|الإنسان]] و[[حيوان|الحيوان]] كونه يدخل في تركيب [[هيموغلوبين|خضاب الدم]]، وكذلك لحياة [[نبات|النباتات]] كونه أحد [[عنصر كيميائي|العناصر]] الضرورية لتكوين [[كلوروفيليخضور|الكلوروفيل]]<ref>Koenig, Rich and Kuhns, Mike: ''Control of Iron Chlorosis in Ornamental and Crop Plants''. ([[جامعة ولاية يوتا]], Salt Lake City, August 1996) [https://extension.usu.edu/files/publications/publication/AG-SO-01.pdf p.3] {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20160803131739/http://extension.usu.edu:80/files/publications/publication/AG-SO-01.pdf |date=03 أغسطس 2016}}</ref>، ويدخل في كل شيء تقريبًا.

هو رابع العناصر تواجدًا في [[قشرة (جيولوجيا)|القشرة الأرضية]]، غالباً ما يتواجد في الطبيعة في صورة أكاسيد. في هيئته العنصرية هو فلز قابل للطرق والسحب. ويعتبر الحديد وسبائكه أكثر المواد المعدنية استخدامًا على الإطلاق. كما يُعتبر الحديد أكثر [[عنصر كيميائي|العناصر الكيميائية]] استقرارًا على الإطلاق بسبب توازن [[قوة كهرومغناطيسية|القوة الكهرومغناطيسية]] و[[قوة نوويةتآثر قويةقوي|القوة النووية القوية]] داخل [[نواة الذرة]]، فالعناصر الأخفّ وزنًا يمكنها من خلال [[اندماج نووي|الاندماج النووي]] - والعناصر الأثقل وزنًا من خلال [[انشطار نووي|الانشطار النووي]] - أن يصبحوا أقرب في صفاتهم للحديد. تحتوي [[نيزك|النيازك]] الساقطة على الأرض على كميات من الحديد قد تصل إلى 90% من كتلة النيازك او الشهب.

الحديد في الأصل فضي اللون، إلا أنه يتأكسد في [[غلاف الأرض الجوي|الهواء]]. ويعد الحديد أقوى الفلزات على الإطلاق وأكثرها أهمية للأغراض الهندسية شرط حمايته من [[صدأ|الصدأ]] (أي التفاعل مع الأكسجين). وهناك عدة طرق لحماية الحديد من [[صدأ|الصدأ]] وأبسطها على الإطلاق منع تماس [[أكسجين|الأكسجين]] أو الرطوبة عن الحديد وذلك بتغليف الحديد بمادة عازلة مثل استخدام الأصباغ أو عوازل PVC مثلاً. ومن أفضل الطرق المستخدمة لحمايته هي استخدام نظام [[حماية مهبطية|الحماية الكاثودية]] لحماية الحديد من الصدأ والتآكل.

الحديد في حالته النقية أكثر ليونة من [[ألومنيوم|الألومنيوم]]، وتزداد [[صلادة|صلادته]] بإضافة بعض العناصر السبائكية كال[[كربون]] بنسب معينة، فيتكون سبيكة [[صلب (سبيكة)|الصلب]]، وهي أقوى ألف مرة من الحديد النقي. يتراوح تكافؤ الحديد بين (2-) و(6+)، إلا أنه في أشهر حالاته يكون تكافؤه (2+) أو (3+).

حصل إنسان ما قبل [[التاريخ]] على الحديد من [[نيزك|النيازك]]، ومن ثَمّ استخدمه في صناعة العُدَد و[[سلاح|الأسلحة]] ومكونات أخرى. وكلمة حديد تعني في العديد من اللغات القديمة فلز من السماء. ولقد استُخدم حديد النيازك في فترات قديمة جدًا يعتقد أنها تصل إلى أربعة آلاف عام قبل الميلاد. ولكن لا توجد أي أدلة مؤكدة تبين بداية استخدام الحديد المستخلص بالصهر والاختزال من الخامات الأرضية، أو تشير إلى المكان الذي بدأ استخلاص الحديد فيه لأول مرة.

ويُعتقد أن الحيثيين هم أول من عرف الحديد بكميات ضخمة. وقد عاشوا فيما يعرف الآن باسم تركيا. وفي ((عام 1400 ق.م.)) اكتشف الحيثيون كيفية تصنيع الحديد وأساليب تصليد العُدد والأسلحة الحديدية. وحول هذه الفترة نفسها تقريبًا طوّر سكان كل من [[الصين]] و[[الهند]] طرقًا وأساليب لاستخلاص الحديد. وعندما وصل العالم إلى القرن العاشر قبل الميلاد كانت معظم [[حضارات قديمة|الحضارات القديمة]] حينذاك قد توصلت إلى تقنيات تصنيع الحديد، وهكذا بدأ العصر الحديدي.

اتسمت أفران استخلاص الحديد الأولية بالضحالة وعدم العمق. وكانت مجمراتها تشبه الطبق، وكان يُسخّن خام الحديد مع [[فحم نباتي|الفحم النباتي]] في مجمرة الفرن. وبعد مرور عدة ساعات على بدء التسخين يفقد خام الحديد أكسجينه إلى [[كربون|الكربون]] الساخن المحيط به، ويتحول الخام إلى فلز الحديد في صورة لامعة. ولم يكن يُستخدم فلز الحديد الناتج مباشرة، ولكن يعاد تسخينه مرارًا وفي كل مرة يُطرق للتخلص من بقية الشوائب القصيفة الصلدة وعل الأخص [[كربون|الكربون]] الذي يجعل الحديد هشا. وتمكن صُنَّاع الحديد نحو عام 1200م من إعادة تسخين وتشكيل وتبريد الحديد المستخلص لإنتاج وتصنيع الحديد المطاوع. وقد كانت خواص الحديد المطاوع الناتج تشبه إلى حد بعيد خواص [[صلب (سبيكة)|الفولاذ]] الكربوني المنتج في العصور الحديثة حيث يحتوي على كمية قليلة من الكربون.

وسرعان ما تعلم صناع الحديد أن نفث الهواء خلال قصبات أو ودنات إلى الفرن، ترفع إلى حد كبير [[درجة حرارة|درجة الحرارة]]، وكان لذلك الاكتشاف أثره الكبير في تحسين نوعية الحديد المنتج. وفيما بعد استخدم صنّاع الحديد أداة أو جهازًا أطلق عليه الكير يقوم بدفع الهواء خلال القصبات إلى الفرن. وتمكن صناع الحديد نحو عام (700م) في منطقة [[كتالونيا]] ـ وهي تقع الآن في شمال شرقي [[إسبانيا]] ـ من التوصل إلى أفضل صورة لمجمرة فرن استخلاص الحديد. وعرف ذلك الفرن عندئذ باسم كوركتلان، وكان الهواء يضغط عند قاعدة الفرن ويدفع إلى الداخل باستخدام [[طاقة مائية|الطاقة المائية]]. وبلغت طاقة إنتاج كوركتلان حوالي (160 كجم ) من الحديد المليف كل خمس ساعات. وهذا الإنتاج أكبر بكثير من إنتاج الأفران السابقة.

حضّر يعقوب بن إسحاق الكندي (ت 260هـ، 873م) أنواعًا من الحديد الفولاذ بأسلوب المزج والصهر، فقد مزج كمية من الحديد المطاوع، وكان يسمى الزماهن، وكمية أخرى من الحديد الصلب (الشبرقان) وصهرهما معًا ثم سخنهما إلى درجة حرارة معلومة بحيث نتج عن ذلك حديد يحتوي على نسبة من الكربون تتراوح بين (0,5 و 1,5%). وعندما تحدث ابن سينا (ت 428هـ، 1037م) عن [[نيزك|النيازك]] قسمها إلى نوعين حجري، وحديدي وهو نفس التقسيم المتبع في الوقت الراهن.

أما في [[أوروبا]] لم تتطور طرق وأساليب تشكيل الحديد المنصهر في صورة منتجات استهلاكية مناسبة بصورة مرضية حتى حلول عام (1500م). وفي بداية القرن الثامن عشر [[تقويم ميلادي|الميلادي]] بدأ صناع الحديد البريطانيون في استخدام الكوك بدلاً من [[فحم (توضيح)|الفحم]] النباتي في الأفران العالية نظرًا لنقص [[خشب|الأخشاب]]، وهي المصدر الأساسي للفحم النباتي.

يُعد ابراهام داربي أول من تمكن من تكويك الفحم الحجري وإنتاج الكوك، ومن ثَمّ استخدم الكوك في إنتاج الحديد عام (1709م) في بلدة كولبروكديل في مقاطعة شروبشاير في [[إنجلترا]]. وفي أواخر القرن الثامن عشر تمكن كل من ابن أبراهام داربي وحفيده من تحسين أسلوب التكويك الذي بدأه رب الأسرة. وقد أدت أعمال هذه العائلة إلى قيام الثورة الصناعية التي بدأت في [[المملكة المتحدة|بريطانيا]] بإنتاج الحديد الزهر ومن ثم استخدامه في [[مبنى|المباني]] والآلات. وقد نقل المهاجرون الأوروبيون هذه الصناعات ونشروها بعد ذلك في أرجاء العالم.

وفي العصور الوسطى أنتج الأوروبيون كميات صغيرة من الفولاذ، لكن الكميات كانت شحيحة بدرجة كبيرة إضافة إلى ارتفاع التكلفة. وفي ((عام 1740م)) تمكن صانع [[ساعة (توضيح)|ساعات]] بريطاني يدعى بنجامين هنتسمان من اختراع أسلوب البوتقة لصناعة الفولاذ، وهي تشبه إلى حد بعيد الأسلوب الذي كان متبعًا في إنتاج فولاذ ووتز. وقام هونتسمان بإعادة صهر وتنقية قضبان من الحديد المطاوع عالية النوعية في بواتق (مراجل صهر). وكانت طريقة هنتسمان لإنتاج الفولاذ بطيئة، وتتطلب قدرًا كبيرًا من العمل الشاق، إضافة إلى أن أضخم البواتق لا يمكنها إنتاج أكثر من ( 45 كجم ) من الفولاذ في المرة الواحدة.

لم تطبق أولى الطرق الحديثة لإنتاج الفولاذ بكميات كبيرة وبتكلفة مقبولة إلا في منتصف القرن التاسع عشر. وعرفت هذه الطريقة باسم [[طريقة بسمر]]، وذلك على اسم مخترعها ومطورها هنري بسمر، وهو صانع فولاذ بريطاني. ولقد تمكن صانع حديد أمريكي اسمه وليم كلي، في الفترة نفسها تقريبًا، من تطوير أسلوب مماثل لأسلوب بسمر في إنتاج الفولاذ دون علم بنتائج أبحاث بسمر. وعلى الرغم من نجاح كل من بسمر وكيلي في إنتاج الفولاذ، إلا أن جهودهما لم يكن ليكللها النجاح دون الاستفادة من اختراع روبرت موشيه الذي توصل إليه في عام 1857م. وموشيه عالم فلزات بريطاني، وجد أن إضافة سبيكة الحديد ـ الكربون ـ المنجنيز المعروفة باسم [[حديد الصب|تماسيح الحديد]] المنجنيزي، أثناء عملية تنقية الحديد تساعد على إزالة الأكسجين وضبط نسبة الكربون في الفولاذ المنتج.

وقبل منتصف الخمسينيات من القرن العشرين، كانت جميع الدول النامية في العالم تستورد جميع حاجاتها من الفولاذ من [[الولايات المتحدة|الولايات المتحدة الأمريكية]] ومن بعض الدول الصناعية الكبرى الأخرى. ولكن مع بداية خمسينيات القرن العشرين أنشأت كثير من الدول النامية مصانعها الخاصة لإنتاج ما تحتاجه من الفولاذ. ولقد أثر نمو صناعة الفولاذ بلا شك، على الدول النامية تأثيرًا كبيرًا، وبخاصة الدول التي تمتلك احتياطيًا كبيرًا من الغاز الطبيعي وخامات الحديد، ومن أمثلة ذلك [[المكسيك]] و [[فنزويلا]] و[[مصر]]. فقد أقامت الدول التي تمتلك احتياطيًا كبيرًا من [[غاز|الغاز]] الطبيعي وخامات الحديد الغنية مصانع لإنتاج الحديد بطرق [[تفاعلات أكسدة-اختزال|الاختزال]] المباشر، ومن ثَمّ أنتجت الفولاذ من ذلك الحديد باستخدام أفران القوس الكهربائي. وحتى الدول الفقيرة التي لاتمتلك خامات حديد، ساهمت حكوماتها في إنشاء [[مصنع|مصانع]] حديثة لإنتاج الفولاذ.

يتكوّن الحديد في داخل [[مستعر أعظم|النجوم العملاقة]] عند [[نجم#مراحل ولادة وفناء النجوم|نهاية دورة حياتها]]، في عملية تسمى ب[[عملية احتراق السيليكون]]. تبدأ العملية عندما تندمج نواة ذرة [[كالسيوم]] مستقرة مع نواة ذرة [[هيليوم|هليوم]]، لتتكون ذرة [[تيتانيوم]] غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة التيتانيوم الغير مستقرة، تندمج مع ذرة هليوم أخرى، لتتكون ذرة [[كروم]] غير مستقرة. ثم قبل أن تتحلل ذرة الكروم الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة حديد غير مستقرة. وقبل أن تتحلل ذرة الحديد الغير مستقرة، تتحد مع ذرة هليوم أخرى، لتكوين ذرة [[نيكل]] غير مستقرة.

الصلب Steel هو سبيكة تصنع أساساً من الحديد بمحتوى كربون يتراوح بين 0.2 و 2.04% بالوزن (ك:1000–10,8.67حد), حسب الدرجة. والكربون هو أكثر العناصر السبائكية فاعلية من حيث التكلفة في سبائك الحديد, إلا أنه تُستعمل العديد من العناصر السابكة الأخرى مثل المنگنيز، الكروم، الڤناديوم، والتنگستن.[1] ويعمل الكربون والعناصر الأخرى كعوامل تصليد (تقسية), لمنع الانخلاعات في العقد البلوري لذرات الحديد من الانزلاق أمام بعضهم البعض. ويتحكم مقدار العناصر السابكة وشكل وجودهم في الصلب (solute elements, precipitated phase) في صفات مثل الصلادة, والمطيلية ومقاومة الشد للصلب الناتج. فالصلب ذو المحتوى المرتفع من الكربون يمكن أن يـُصنع ليكون أكثر [[صلادة]] وأقوى من الحديد، إلا أنه أكثر [[قصاصة أظافر|قصافة]].

تُفيّم الخواص الميكانيكية للحديد وسبائكه باستخدام مجموعة متنوعة من الاختبارات، مثل [[اختبار برنلبرينل للقساوةللصلادة|اختبار برينل]] و[[اختبارمقياس 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| المسارمسار=https://www.gorni.eng.br/e/Gorni_SFHTHandbook.pdf| العنوانعنوان=ASM Handbook – Mechanical Testing and Evaluation|الناشرناشر= ASM International| volumeالمجلد= 8| السنةسنة= 2000| الصفحةصفحة= 275| الرقم المعياري=0871703890|المحررمحرر=Kuhn, Howard and Medlin, Dana (prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee)}}</ref><ref>{{مرجع ويب| المسارمسار=https://mdmetric.com/tech/hardnessconversion.html| العنوانعنوان=Hardness Conversion Chart|تاريخ الوصول=2010-05-23|الناشرناشر=Maryland Metrics| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20180831035404/http://mdmetric.com/tech/hardnessconversion.html | تاريخ الأرشيفأرشيف = 31 أغسطس 2018 }}</ref> تعتمد نتائج تلك الاختبارات على درجة نقاء الحديد: فبللورات الحديد في صورته النقية أكثر ليونة من [[ألومنيوم|الألمونيوم]]، ومع إضافة [[جزء في المليون|بعض أجزاء من المليون]] من وزن سبيكة الحديد من عنصر [[كربون|الكربون]]، فإنها تضاعف من قوة الحديد.<ref name=pure>{{مرجع كتاب| المسارمسار=https://books.google.com/books?id=-Ll6qjWB-RUC&pg=PA164| الصفحاتصفحات=164–167| العنوانعنوان=Handbook of materials and techniques for vacuum devices|الأخير=Kohl | الأول= Walter H.| الناشرناشر=Springer| السنةسنة=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| المسارمسار=https://books.google.com/books?id=LgB5dkmPML0C&pg=PA218| الصفحةصفحة=218| العنوانعنوان=Materials Science and Engineering|الأول=V.| الأخير= Raghavan| الناشرناشر =PHI Learning Pvt. Ltd.|الرقم المعياري=8120324552 |السنةسنة=2004}}</ref> الحديد النقي المنتج صناعياً (حوالي 99.99 ٪) لديه صلادة تقدر بـ 20-30 [[اختبار برنلبرينل للقساوةللصلادة|HB]].<ref>{{cite journal| العنوان=Properties of Various Pure Irons : Study on pure iron I| المسار=https://ci.nii.ac.jp/naid/110001459778/en| volume=50| issue=1| الصفحات=42–47| journal=Tetsu-to-Hagane| الأول1 = Kusakawa | الأخير1 = Takaji | الأول2 = Otani | الأخير2 =Toshikatsu}}</ref>

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|المسارمسار=https://books.google.com/books?id=xv420pEC2qMC&pg=PA183| الصفحةصفحة=183| العنوانعنوان=Concise encyclopedia of the structure of materials| الأول=John Wilson | الأخير = Martin| الناشرناشر=Elsevier| السنةسنة= 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 قابلمقاوم للصدأ|الصلب الذي لا يصدأ]]، والذي يستخدم في صناعة أدوات المائدة والمستشفيات ومعدات الصناعات الغذائية.<ref name="Metallo">{{مرجع كتاب | المسارمسار = https://books.google.com/books?id=hoM8VJHTt24C&pg=PA24 | الصفحاتصفحات=24–28 | العنوانعنوان =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 | الناشرناشر = ASM International| السنةسنة = 2002| الرقم المعياري = 9780871707482}}</ref><!--http://books.google.de/books?id=brpx-LtdCLYC-->

يوجد الحديد في الطبيعة في هيئة أربعة [[نظير (كيمياء)|نظائر]] مستقرة، تكون موزعة كالآتي 5.845% ⁵⁴Fe و 91.754% ⁵⁶Fe و

2.119% ⁵⁷Fe و 0.282% ⁵⁸Fe. من المتوقع أن يخضع النظير ⁵⁴Fe لعملية [[اضمحلال بيتا المضاعف|تحلل بيتا المزدوج]]، لكن هذه العملية لم تلاحظ بالتجربة بالنسبة لهذه الجسيمات. وحده النظير ⁵⁷Fe من بين النظائر المستقرة للحديد لديه [[لف مغزلي (فيزياء)|لف مغزلي]] ومقداره (−1/2).

هنالك [[نظير مشع منقرض]] للحديد ⁶⁰Fe له [[عمر النصف|عمر نصف]] كبير يبلغ 2.6 مليون سنة.<ref name="NUBASE">{{cite journal| الأول = Audi| الأخير = Georges|العنوان = The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties| journal = Nuclear Physics A| volume = 729| الصفحات = 3–128| الناشر = Atomic Mass Data Center| السنة = 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 ⁶⁰Fe، 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[[علوم كوكبية|علم الكواكب]] بالإضافة إلى التطبيقات الحيوية والصناعية.<ref>{{cite journal |الأخير1=Dauphas | الأول1 = N. | الأخير2= Rouxel | الأول2 = O.|السنة=2006|العنوان=Mass spectrometry and natural variations of iron isotopes|journal=Mass Spectrometry Reviews |volume=25| الصفحات=515–550|المسار=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 ⁶⁰Fe أثناء [[تشكل وتطور المجموعة الشمسية|تشكل وتطور النظام الشمسي]]. من المحتمل أن تكون الطاقة المتحررة أثناء اضمحلال نظير الحديد-60، بالإضافة إلى الطاقة المتحررة عن نظير الألومنيوم المشع ²⁶Al، قد ساهمت في حدوث إعادة انصهار وإعادة تشكيل وتمايز [[كويكب|الكويكيبات]] قبل نشوئها من 4.6 مليار سنة.

تمتاز نوى نظائر الحديد بأن لها طاقة ارتباط عالية لكل [[نوكليوننوية (ذرة)|نوية]]، ولا يفوقها بذلك إلا نظير النيكل ⁶²Ni، والذي يتشكل في تفاعلات الاندماج النووي في النجوم. أما بالنسبة لتوزع عنصري الحديد والنيكل، فإن نسبة نظائر الحديد في الكرة الأرضية تفوق نظائر النيكل، ومن المتوقع أنها تفوقها أيضاً أثنائ تشكل العناصر في المستعرات العظمى.<ref>{{مرجع ويب|العنوانعنوان = Iron and Nickel Abundances in H~II Regions and Supernova Remnants|التاريختاريخ = June 14, 1995|المسارمسار = https://www.aas.org/publications/baas/v27n2/aas186/abs/S3707.html|تاريخ الوصول = 2010-05-23| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20080318041559/http://www.aas.org:80/publications/baas/v27n2/aas186/abs/S3707.html | تاريخ الأرشيفأرشيف = 18 مارس 2008 | وصلة مكسورة = yes }}.</ref>

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 (Fe₂O₃). قد يصبح تكافؤ مركبات الحديد سداسي التكافؤ كحالة رابع حديدات البوتاسيوم (K₂FeO₄). كما أن مركبات الحديد التي تشارك في تفاعلات الأكسدة البيوكيميائية، رباعية التكافؤ.<ref>{{cite journal | doi = 10.1021/ar700027f | العنوان = High-Valent Iron(IV)–Oxo Complexes of Heme and Non-Heme Ligands in Oxygenation Reactions | السنة = 2007 | الأخير1 = Nam | الأول1 = Wonwoo | journal = Accounts of Chemical Research | volume = 40 | الصفحات = 522–531 | pmid = 17469792 | issue = 7}}</ref><ref name="HollemanAF">{{مرجع كتاب|الناشرناشر = Walter de Gruyter|السنةسنة = 1985|الإصدارإصدار = 91–100|الصفحاتصفحات = 1125–1146|الرقم المعياري = 3110075113|العنوانعنوان = Lehrbuch der Anorganischen Chemie|الأول1 = Arnold F.|الأخير1 = Holleman|الأخير2 = Wiberg|الأول2 = Egon|الأخير3 = Wiberg|الأول3 = Nils;|chapter = Iron| اللغةلغة = 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[[أكسيد الحديد الأسود|ماغنتيت]]) ومركب أزرق بروسيا (Fe₄(Fe[CN]₆)₃)،<ref name="HollemanAF"/> والذي يستخدم بعض أنواع أوراق الطباعة التي تستخدم في بعض الرسومات الهندسية.<ref>{{مرجع كتاب | chapter = An introduction in monochrome | الصفحاتصفحات = 11–19 | الأول = Mike | الأخير = Ware | الناشرناشر = NMSI Trading Ltd | العنوانعنوان = Cyanotype: the history, science and art of photographic printing in Prussian blue | الرقم المعياري = 9781900747073 | السنةسنة = 1999| المسارمسار = https://books.google.de/books?id=C-7I69gFIbMC&pg=PA11}}</ref>

'''الحديدوز''' ²⁺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=httphttps://web.archive.org/web/20170813225658/https://www.merriam-webster.com/dictionary/ferrous |date=13 أغسطس 2017}}</ref>

محتوى كربون ضئيلة ) و [[سبيكة|سبائك]] الحديد مع معادن أخرى ( مثل ستانلس ستيل ) .

يستخدم مصطلح اللا-حديدوز للإشارة إلى معادن أخرى باستثناء الحديد و السبائك والتي لا تحتوي على كميات ملموسة من الحديد .<ref>[https://www.merriam-webster.com/dictionary/non%20ferrous Non ferrous] ، [[ميريام وبستر]]، retrieved 19 April 2008 {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20170813222846/https://www.merriam-webster.com/dictionary/non%20ferrous |date=13 أغسطس 2017}}</ref>

تعد [[كبريتات الحديد الثنائي|كبريتات الحديدوز المائية]] (FeSO₄•7H₂O) و[[كلوريد الحديد الثلاثي|كلوريد الحديديك]] (FeCl₃) من أكثر مركبات الحديد إنتاجاً صناعياً. وتعتبر كبريتات الحديدوز المائية من أكثر المصادر المتاحة للحصول على أكسيد الحديدوز (FeO)، لكنه أكثر عرضة للتأكسد في الهواء من [[كبريتات أمونيومالأمونيوم حديدوالحديد ثنائيالثنائي|ملح موهر]] ((NH₄)₂Fe(SO₄)₂•6H₂O)، وبصفة عامة تميل مركبات الحديد ثنائية التكافؤ للتأكسد في الهواء لتصبح مركبات حديد ثلاثية التكافؤ.<ref name="HollemanAF"/>

يتفاعل الحديد مع [[أكسجين|الأكسجين]] في الهواء مكوناً أكاسيد الحديد وأشهرها: [[أكسيد الحديد الأسود]] (Fe₃O₄) و[[أكسيد الحديد الثلاثي|أكسيد الحديديك]] (Fe₂O₃) و[[أكسيد الحديد الثنائي|أكسيد الحديدوز]] (FeO)، وإن كان غير مستقر في درجات الحرارة العادية. هذه الأكاسيد هي الخامات الأساسية لإنتاج الحديد. أما أشهر كبريتيدات الحديد فهو [[بيريت|البيريت]] (FeS₂) والذي يعرف بـ '''الذهب الكاذب'''.<ref name="HollemanAF"/>

يدخل الحديد في العديد من مركبات السيانيد. من أشهر مركبات [[سيانيد|السيانيد]] التي يدخل فيها الحديد مسحوق ''' أزرق بروسيا ''' (Fe₄(Fe[CN]₆)₃)، و[[فروسيانيد البوتاسيوم|فيروسيانيد البوتاسيوم]] و[[فيريك-سيانيد البوتاسيوم]].

كما يستخدم مسحوق أزرق بروسيا كترياق من سموم [[ثاليوم|الثاليوم]] [[سيزيوم|السيزيوم]] المشعة<ref>{{مرجع ويب| المسارمسار =https://www.fda.gov/Drugs/EmergencyPreparedness/BioterrorismandDrugPreparedness/ucm130337.htm| العنوانعنوان = Questions and Answers on Prussian Blue| تاريخ الوصول = 2009-06-06| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20171104195015/https://www.fda.gov/Drugs/EmergencyPreparedness/BioterrorismandDrugPreparedness/ucm130337.htm | تاريخ الأرشيفأرشيف = 4 نوفمبر 2017 | وصلة مكسورة = yes }}</ref><ref>{{cite journal | doi =10.1345/aph.1E024 | الصفحات = 1509–1514 | العنوان =Soluble or Insoluble Prussian Blue for Radiocesium and Thallium Poisoning? | السنة =2004 | الأخير1 =Thompson | الأول1 =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>

ملف:Síran železnato-amonný.JPG|[[كبريتات أمونيومالأمونيوم حديدوالحديد ثنائيالثنائي|ملح موهر]]

ملف:Iron(III)-oxide-sample.jpg|[[أكسيد الحديد الثلاثي|أكسيد الحديديك]]

ملف:Potassium-ferrocyanide-trihydrate-sample.jpg|[[فروسيانيد البوتاسيوم|فيروسيانيد البوتاسيوم]]

يرجع استخدام الإنسان للحديد إلى [[عصر ما قبل التاريخ|ما قبل التاريخ]]. كما يرجع تاريخ أقدم المنتجات الحديدية، للألفية الخمسة قبل الميلاد في [[إيران]] والألفية الثانية قبل الميلاد في [[الصين]]، وكانت مصنوعة من [[نيزك|النيازك]].<ref name=ephotos>

E. Photos, 'The Question of Meteoritic versus Smelted Nickel-Rich Iron: Archaeological Evidence and Experimental Results' ''World Archaeology'' Vol. 20, No. 3, Archaeometallurgy (Feb., 1989), pp. 403-421. [https://www.jstor.org/stable/124562 Online version] accessed on 2010-02-08. {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20161231182056/https://www.jstor.org/stable/124562 |date=31 ديسمبر 2016}}</ref> ومن غير المعروف متى أو أين بدأ صهر الحديد من خاماته، ولكن هناك دلائل تشير إلى إنتاجه عن طريق صهر خاماته قرب نهاية الألفية الثانية قبل الميلاد في [[الهند]] وجنوب [[الصحراء الكبرى]] في [[أفريقيا]].<ref name=miller>Duncan E. Miller and N.J. Van Der Merwe, 'Early Metal Working in Sub Saharan Africa' ''Journal of African History'' 35 (1994) 1-36; Minze Stuiver and N.J. Van Der Merwe, 'Radiocarbon Chronology of the Iron Age in Sub-Saharan Africa' ''Current Anthropology'' 1968.</ref>

كما يرجع تاريخ أقدم الأدوات المصنوعة من [[هيماتيت|الهيماتيت]] إلى حوالي عام 35,000 ق.م.<ref name="MSU">Minnesota State University [https://www.mnsu.edu/emuseum/ EMuseum]: [https://www.mnsu.edu/emuseum/prehistory/egypt/history/paleolithic%20egypt.htm Ancient Egyptian Culture: Paleolithic Egypt]. Retrieved 6 April 2010. {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20110315052022/http://www.mnsu.edu:80/emuseum/ |date=15 مارس 2011}}</ref> واستخدم [[سومر|السومريون]] و[[قدماءمصر المصريونالقديمة|المصريون]] [[نيزك حديدي|الحديد النيزكي]] لأغراض الزينة وكرؤوس للحراب،<ref>R. F. Tylecote, ''A History of Metallurgy'' (2nd edn, 1992), 3</ref> وفي الطقوس الاحتفالية، وكان أثمن من الذهب. كما تشير الاكتشافات إلى أن [[حيثيون|الحثيين]] أنتجوا الحديد منذ حوالي عام 2,000 ق.م،<ref>"Excavation in Turkey Set to Rewrite History of Iron Age," ''Asahi Shimbun'', 27 March 2009.</ref> كما [[مقايضة (توضيح)|قايضوا]] الحديد مقابل [[فضة|الفضة]] مع ال[[آشور|آشوريين]] في القرن الرابع عشر قبل الميلاد.<ref name=ephotos/>

اختلف انتقال بلدان العالم القديم [[عصرالعصر حديديالحديدي|للعصر الحديدي]]، ف[[بلاد الرافدين|بلاد ما بين النهرين]] عام 900 ق.م كانت قد انتقلت كلياً للعصر الحديدي. وعلى الرغم من أن [[مصر]] كانت قد بدأت تنتج الحديد منذ وقت مبكر، إلا أن [[عصر برونزي|العصر البرونزي]] ظل مسيطراً عليها حتى الغزو ال[[آشور|آشوري]] لها في عام 663 ق.م. وبدأ العصر الحديدي في [[أوروبا الوسطى|وسط أوروبا]] حوالي عام 500 ق.م، وفي [[الهند]] و[[الصين]] في وقت ما بين 1200 ق.م و 500 ق.م.<ref name="Ceccarelli">Marco Ceccarelli (2000). ''International Symposium on History of Machines and Mechanisms: Proceedings HMM Symposium''. Springer. ISBN 0-7923-6372-8. pp 218</ref> وحوالي عام 500 ق.م، أصبحت [[النوبة]] منتج ومصدر رئيسي للحديد.<ref>Collins, Rober O. and Burns, James M. The History of Sub-Saharan Africa. New York:Cambridge University Press, p. 37. ISBN 978-0-521-68708-9.</ref>

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 [[فحم (توضيح)|الفحم]]. يختزل [[أحادي أكسيد الكربون|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 [[حديد مطاوع|الحديد المطاوع]]، وهو سبيكة مرنة ولكن ضعيفة نوعاً ما.

في القرن الحادي عشر، صنع الصينيون الصلب بطريقة تشبه إلى حد ما [[طريقة بسمر]]، عن طريق إزالة [[كربون|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]] [[مماليكالدولة المملوكية|المماليك]].<ref>{{Cite journal|العنوانعنوان=Ahmad Y. Al-Hassan and Donald R. Hill, ''Islamic technology: an illustrated history''|المؤلفمؤلف=R. L. Miller|journalصحيفة=Medical History|volumeالمجلد=32|issueالعدد=4|التاريختاريخ=October 1988|الصفحاتصفحات=466–7|ref=harv}}</ref>

يؤمن المسلمين، بموجب هذه الآية أن الحديد نزل من السماء، ويربطون ذلك بما ورد في النظريات العلمية الحديثة بأن الحديد لم يكن موجوداً على الأرض إطلاقا قبل ملايين السنين، بل وصل الأرض عبر [[نيزك|النيازك]] وذلك خلال فترات تكوين الأرض.<ref>[https://www.aljazeera.net/channel/archive/archive?ArchiveId=90449#L5 مصدر الحديد] - في حديث للشيخ [[عبد المجيد الزنداني]] ل[[الجزيرة (قناة)|قناة الجزيرة]] حول الإعجاز العلمي في القرآن {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20110531182939/http://www.aljazeera.net:80/channel/archive/archive?ArchiveId=90449 |date=31 مايو 2011}}</ref>

يدخل الحديد كعنصر حيوي أساسي في تركيب العديد من [[مركب عضوي|المركبات العضوية]] و[[إنزيم|الإنزيمات]] في الكائنات الحية جميعها، من أبسطها من الناحية التطورية ([[بكتيريا قديمة|العتائق]]) وحتى [[إنسان|البشر]] ويدخل في مجموعة [[مركبكيمياء عضويعضوية فلزيفلزية|المركبات العضوية الفلزية]] التي لها أدوار حيوية ضرورية. بعض مركباته العضوية الفلزية:

* [[هيموغلوبين|خضاب الدم]] الذي يتكون من سلسلة [[هيم|الهيم]]، والذي بدوره يحوي على حلقة عضوية في مركزها ذرة الحديد {{انظر إلى|الصورة}}.

* [[ميوغلوبين]] والذي يشبه في تركيبه تركيب الهيم، ولكنه يدخل في تركيب [[ليفخلية عضليعضلية|الألياف العضلية]].

* [[سيتوكروم]] أو خضاب الخلية، وهو يحوي الهيم ويدخل في [[تنفس خلوي|التنفس الخلوي]] وفي عمليات [[تفاعلات أكسدة-اختزال|الأكسدة]] العضوية.

* [[نتروجيناز]]، [[إنزيم]] تستعمله بعض الكائنات في [[تثبيت النيتروجين|تثبيت النتروجين]].

يجري تنظيم دقيق للحديد داخل الخلايا، حيث لا يوجد حديد حر فيها. من أهم عناصر تنظيم الحديد البروتين [[ترانسفرين|ترانسفيرين]] الذي يربط الحديد الذي يُمتصّ في [[إثنااثنا عشريعشر|الإثني عشري]] ويحمله إلى الخلايا.<ref>{{Cite journal|doi=10.1371/journal.pbio.0000079|العنوانعنوان=How mammals acquire and distribute iron needed for oxygen-based metabolism|السنةسنة=2003|المؤلفمؤلف=Rouault T.A.|journalصحيفة=PLoS Biology|volumeالمجلد=1|الصفحاتصفحات=e9 |pmid=14551907 |issueالعدد=1 |pmc=212690}}</ref> عند [[حيوان|الحيوانات]] و[[نبات|النباتات]] و[[فطرياتفطر|الفطريات]] الحديد عادةً هو [[أيون|الأيون]] المضمّن في مركّب الهيم، والهيم مكوّنة أساسية لبروتينات [[سيتوكروم|السيتوكروم]] التي تتواسط في [[تفاعلتفاعلات 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 [[أنزيمإنزيم|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| المؤلفمؤلف= Nanami N. ''et al''. | العنوانعنوان=Tumor necrosis factor-α-induced iron sequestration and oxidative stress in human endothelial cells |المسارمسار=https://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=17328512 |journalصحيفة=Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology |السنةسنة=2005 |volumeالمجلد=25 |issueالعدد=12 |pmid=16224057 |الصفحاتصفحات=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| المسارمسار = https://www.jbc.org/content/270/45/26723.short | pmid = 7592901 | doi = 10.1074/jbc.270.45.26723 | السنةسنة = 1995 | المؤلفمؤلف = Neilands J.B. | العنوانعنوان = Siderophores: structure and function of microbial iron transport compounds. | volumeالمجلد = 270 | issueالعدد = 45 | الصفحاتصفحات = 26723–6 | journalصحيفة = The Journal of biological chemistry | doi_brokendate = 2010-05-25}}</ref><ref>{{Cite journal| doi =10.1146/annurev.bi.50.070181.003435 | العنوانعنوان =Microbial iron compounds | السنةسنة =1981 | المؤلفمؤلف =Neilands J.B. | journalصحيفة =Annual Review of Biochemistry | volumeالمجلد =50 | الصفحاتصفحات =715 | pmid =6455965}}</ref><ref>{{Cite journal| doi = 10.1023/A:1020218608266 | السنةسنة = 2002 | المؤلفمؤلف = Boukhalfa H. & Crumbliss A.L. | journalصحيفة = BioMetals | volumeالمجلد = 15 | الصفحاتصفحات = 325 | pmid = 12405526 | العنوانعنوان = Chemical aspects of siderophore mediated iron transport. | issueالعدد = 4}}</ref>.

الحديد موجود في مواد كثيرة. تشمل أغنى مواد [[غذاءطعام|الغذاء]] بالحديد : اللحوم الحمراء وبالطبع [[كبد|الكبد]] ، و[[بقولبقل|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] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20101128135628/http://eatwell.gov.uk/healthissues/irondeficiency/ |date=28 نوفمبر 2010}}</ref>.

تشير دراسات عديدة أن الهيم أو الهيموغلوبين من اللحوم الحمراء قد يزيد اختطار [[سرطان القولون]]<ref name="pmid10582688">{{Cite journal|المسارمسار=https://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/abstract/59/22/5704 |العنوانعنوان=Red meat and colon cancer: the cytotoxic and hyperproliferative effects of dietary heme |journalصحيفة=Cancer Research|volumeالمجلد=59 |issueالعدد=22 |الصفحةصفحة=5704 |السنةسنة=1999 |pmid=10582688 |المؤلفمؤلف=Sesink A.L. ''et al''.}}</ref><ref name="pmid16226281">{{Cite journal|العنوانعنوان=Hemoglobin and hemin induce DNA damage in human colon tumor cells HT29 clone 19A and in primary human colonocytes |journalصحيفة=Mutation Research |volumeالمجلد=594 |issueالعدد=1-2 |الصفحاتصفحات=162–171 |السنةسنة=2006 |pmid=16226281 |doi=10.1016/j.mrfmmm.2005.08.006 |المؤلفمؤلف=Glei M. ''et al''.}}</ref>، إلا أن هذا الأمر موضع لبعض الخلاف<ref>{{Cite journal|المسارمسار=https://cebp.aacrjournals.org/content/10/5/439.full|العنوانعنوان=Systematic review of the prospective cohort studies on meat consumption and colorectal cancer risk: a meta-analytical approach |journalصحيفة=Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention |السنةسنة=2001 |volumeالمجلد=10 |الصفحةصفحة=439 |pmid=11352852 |issueالعدد=5|المؤلفمؤلف=Sandhu M.S. ''et al''.}}</ref>، وتوحي بضعة دراسات أن البيّنات الموجودة غير كافية لإثبات هذا الادعاء<ref>{{مرجع ويب| المسارمسار = https://www.sciencedaily.com/releases/2007/06/070611113729.htm | العنوانعنوان = Eating red meat will not increase colorectal cancer risk, study suggests | الناشرناشر = ScienceDaily | التاريختاريخ = June 13, 2007| تاريخ الوصول = 2010-10-01| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20181118203934/https://www.sciencedaily.com/releases/2007/06/070611113729.htm | تاريخ الأرشيفأرشيف = 18 نوفمبر 2018 }}</ref>.

وفي النباتات يؤدي [[عوز الحديد (نبات)في النبات|عوز الحديد]] إلى اصفرار الأوراق لأن الحديد ضروري في عملية اصطناع [[كلوروفيليخضور|الكلوروفيل]]، فهو يدخل في تركيب إنزيم يساهم في تركيب [[حمض أمينوليفولينيك]]، وهذا الحمض هو طليعة الكلوروفيل والهيم<ref name="Kumar2000">{{Cite journal | المؤلفمؤلف= Kumar A.M. & Söll D. | السنةسنة= 2000 | العنوانعنوان= Antisense HEMA1 RNA expression inhibits heme and chlorophyll biosynthesis in arabidopsis | journalصحيفة= Plant Physiology | volumeالمجلد= 122 | issueالعدد = 1 | الصفحاتصفحات = 49-56 | doi = 10.1104/pp.122.1.49 | المسارمسار = https://www.plantphysiol.org/cgi/content/abstract/122/1/49 | pmid= 10631248 | pmc=}}</ref>.

[[ملف:Mineral Olixisto GDFL101.jpg|left|150px|thumb|[[شاذنجهيماتيت|الهيماتيت]]]]

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(جيولوجيا)|القشرة الأرضية]]، إلا أنه يعتقد أن سبيكة من الحديد و[[نيكل|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|العنوانعنوان = Iron: geological information|المسارمسار = https://www.webelements.com/iron/geology.html|تاريخ الوصول = 2010-05-23 | الناشرناشر = WebElements| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20180928121842/https://www.webelements.com/iron/geology.html | تاريخ الأرشيفأرشيف = 28 سبتمبر 2018 }}.</ref><ref>{{cite journal | المسار = https://www.pnas.org/content/77/12/6973| العنوان = Chemical composition of Earth, Venus, and Mercury | المؤلف =John W. Morgan*and Edward Anders | journal = [[Proc. Nat. Acad. Sci.]] | volume = 77 | issue = 12 | الصفحات = 6973 –6977}}</ref>

معظم الحديد في القشرة الأرضية متحد مع [[أكسجين|الأكسجين]] مكوناً أكاسيد الحديد والتي تمثل خامات الحديد في الطبيعة [[شاذنجهيماتيت|كالهيماتيت]] [[ماغنتيتأكسيد الحديد الأسود|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 (Fe₃O₄) أو الهيماتيت (Fe₂O₃)، بالتناوب مع طبقات فقيرة بالحديد من [[صوان (حجر)|الحجارة]] والطمي. تشكلت هذه التكوينات منذ 3700 إلى 1800 مليون عام.<ref>{{Cite journal | الأول1 = T. W. | الأخير2 = Reinhard | العنوانعنوان = Early Earth: Oxygen for heavy-metal fans | journalصحيفة = Nature | volumeالمجلد = 461 | issueالعدد = 7261 | الصفحاتصفحات = 179–181 | السنةسنة = 2009 | الأخير1 = Lyons | doi = 10.1038/461179a | pmid = 19741692 | الأول2 = CT}}</ref><ref>{{Cite journal | الأول1 = P. | العنوانعنوان = Paleoecological Significance of the Banded Iron-Formation | journalصحيفة = Economic Geology | volumeالمجلد = 68 | الأخير1 = Cloud | الصفحاتصفحات = 1135–1143 | السنةسنة = 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]].

وقد ثبت باستخدام [[مطيافية موسباور|مطياف موس باوير]]، أن اللون الأحمر لسطح [[المريخ]] هو طبقة غنية بأكاسيد الحديد.<ref>{{cite journal | doi = 10.1007/s10751-007-9508-5 | العنوان = Two earth years of Mössbauer studies of the surface of Mars with MIMOS II | السنة = 2007 | الأخير1 = Klingelhöfer | الأول1 = G. | الأخير2 = Morris | الأول2 = R. V. | الأخير3 = Souza | الأول3 = P. A. | الأخير4 = Rodionov | الأول4 = D. | الأخير5 = Schröder | الأول5 = C. | journal = Hyperfine Interactions | volume = 170 | الصفحات = 169–177}}</ref>

ملف:Pyrite foolsgold.jpg|[[بيريت|البيريت]] (الذهب الكاذب)

إنتاج الحديد أو الصلب هو عملية تتضمن مرحلتين أساسيتين، ما لم يكن المنتج المطلوب هو [[حديد زهر|الحديد الزهر]]. المرحلة الأولى هي إنتاج الحديد الخام في [[فرن لافح|الفرن العالي]]، أو بالاختزال المباشر، والمرحلة الثانية هي جعل إنتاج [[حديد مطاوع|الحديد المطاوع]] أو [[صلب (سبيكة)|الصلب]] من [[تماسيححديد الحديدالصب|الحديد الغفل]] من خلال عمليات أخرى.

صناعياً، ينتج الحديد في الفرن اللافح عن طريق اختزال خامات الحديد وخاصة [[شاذنجهيماتيت|الهيماتيت]] (Fe₂O₃) و[[ماغنتيتأكسيد الحديد الأسود|الماغنتيت]] (Fe₃O₄) [[كربون|بالكربون]] عند 2000 درجة مئوية.

في الفرن اللافح، تلقى خامات الحديد، والكربون في هيئة [[فحم الكوك|فحم كوك]]، و[[حجر جيري|الحجر الجيري]] (الذي يعمل كـ'''مخبث''' ويستخدم لإزالة شوائب ثاني أكسيد السيليكون التي قد تتسبب في انسداد الفرن) من أعلى الفرن، وفي ذاته يتم الدفع بـ 4 أطنان [[هواء]] ساخن لكل طن من خامات الحديد من أسفل الفرن.<ref name="ReferenceA">{{مرجع كتاب | العنوانعنوان = Chemistry, Precision and Design | الناشرناشر = A Beka Book, Inc. | الأول1 = Verne | الأخير1 =Biddle | الأول2= Gregory | الأخير2 =Parker}}</ref>

يدخل تيار من الهواء الساخن عبر أنابيب النفخ الواقعة أسفله حيث يتفاعل الأكسجين مع الكوك مكونا [[أحادي أكسيد الكربون|أول أكسيد الكربون]]

يختزل أول أكسيد الكربون الهيماتيت لينتج حديد منصهر و[[ثنائي أكسيد الكربون|ثاني أكسيد الكربون]]:

يعمل المخبث ([[حجر جيري|الحجر الجيري]] [[دولوميت (توضيح)|الدولوميت]]) على إزالة الشوائب المتمثلة في [[رمل|الرمل]] والسيليكات الأخرى. تتسبب حرارة الفرن في تحلل الحجر الجيري إلى [[أكسيد الكالسيوم]] وثاني أكسيد الكربون.

ثم يتحد أكسيد الكالسيوم مع الرمل ليكون [[خبث المعادن(كيمياء)|الخبث]].

يطفوا الخبث على سطح الحديد المنصهر، نظراً لأن [[كثافة|كثافته]] أقل من كثافة الحديد. يزال بعد ذلك كل من الحديد والخبث من فتحات جانبية في الفرن. يسمى الحديد الناتج [[تماسيححديد الحديدالصب|بالحديد الغفل]] والذي يستخدم كخام للحديد في مراحل تصنيع الحديد التالية، بينما يستخدم الخبث في رصف الطرق أو كمادة مخصبة لبعض التربات الفقيرة بالمعادن وفي صناعة الاسمنت.<ref name="ReferenceA"/> ينتج عن الفرن اللافح غازات كثيفة بمعدل 4000 م³/طن.

من المعروف أن الحديد الغفل حديد غير نقي، حيث أنه يحتوي على 4-5 ٪ كربون مع كميات صغيرة من الشوائب الأخرى مثل [[كبريت|الكبريت]] [[ماغنيسيوممغنسيوم|الماغنيسيوم]] [[فوسفورفسفور|الفوسفور]] [[منغنيز|المنغنيز]]، غير أنه هش لزيادة نسبة الكربون به. يصب هذا النوع من الحديد، والمعروف أيضا باسم [[حديد زهر|الحديد الزهر]]، في المسابك لإنتاج الأنابيب والواقيات من المواد المشعة والقضبان وغيرها من المسبوكات الأخرى.

كما يمكن إنتاج [[صلب (سبيكة)|الصلب]] أو [[حديد مطاوع|الحديد المطاوع]] من الحديد الغفل. استخدمت لذلك عدة طرق منها [[فرن تسويط|أفران التسويط]] و[[طريقة بسمر|محولات بسمر]] و[[فرن المجمرة المكشوفة|أفران المجمرة المكشوفة]] و[[فرن القوس الكهربائي|فرن القوس الكهربي]]. تهدف هذه الطرق لأكسدة بعض أو كل الكربون وغيره من الشوائب، ومن ناحية أخرى، إضافة المعادن الأخرى لإنتاج سبائك الصلب.

وهناك طرق بديلة لإنتاج الحديد، وبعض هذه العمليات تنتج الصلب مباشرة في خطوة واحدة بدلاً من إنتاج الحديد ثم تنقيته لإنتاج الصلب. أهم هذه الطرق ما يعرف باسم الصهر، والاختلاف الأساسي بين الاختزال المباشر والصهر، أن الناتج في الحالة الثانية يكون سائلا، بينما في الأولى ينتج الحديد في صورة جامدة وتتم هذه العملية في فرن الصهر أو قد يكون الصهر والاختزال باستخدام [[بلازما (توضيح)|البلازما]].

فرن قوس البلازما يشبه إلى حد بعيد فرن القوس الكهربي، ولكن بدلا من أقطاب [[جرافيتغرافيت|الجرافيت]]، يتم تثبيت شعلات البلازما. هذه الشعلات تبرد بالماء من خلال غلاف معدني يغلفها. يمر من خلال الغلاف أنابيب لتغذية الغاز المتأين (سواء [[نيتروجين|النيتروجين]] أو [[أرجون (توضيح)|الأرجون]])، وقطب إسطواني قابل للذوبان من الجرافيت.

* [[تخمير المعادنتلدين|التخمير]]: يتم بتسخين الصلب إلى 700-800 درجة مئوية لعدة ساعات، ومن ثم التبريد ببطء في الفرن. تؤدي هذه العملية إلى تقليل صلادة الصلب وجعله أكثر ليونة وعملي أكثر.

* [[تقسية سطحية|التقسية السطحية]]: أحياناً يكون من المطلوب إنتاج صلب به خواص [[متانة|المتانة]] [[صلادة|الصلادة]]، وعندئذ يسخن الصلب إلى حوالي 900 درجة مئوية في وسط من الفحم أو [[نيتروجين|النيتروجين]]. ينتشر الكربون أو النيتروجين في سطح الصلب، مما يزيد من صلادة السطح. يبرد السطح بسرعة، بينما يبرد قلب الصلب ببطء، مما يجعل من السطح صلد والقلب مرن وذو متانة.

يصنف الحديد تجارياً على أساس درجة نقائه ووفرة العناصر السبائكية به. يحتوي [[تماسيححديد الحديدالصب|الحديد الغفل]] على 3.5-4.5 % كربون،<ref name="msts">{{مرجع كتاب|الأخير1 = Camp|الأول1 = James McIntyre|الأخير2 = Francis |الأول2 = Charles Blaine|العنوانعنوان = The Making, Shaping and Treating of Steel|الناشرناشر = Carnegie Steel Company |السنةسنة=1920|المكانمكان = Pittsburgh|الصفحاتصفحات = 173–174|المسارمسار = https://books.google.com/books?id=P9MxAAAAMAAJ}}</ref> ويحتوي على كميات مختلفة من الشوائب، مثل [[كبريت|الكبريت]] و[[سيليكون (توضيح)|السيليكون]] و[[فسفور|الفوسفور]]. الحديد الغفل ليس منتجاً نهائياً قابلاً للبيع، وإنما هو خطوة وسيطة في إنتاج [[حديد زهر|الحديد الزهر]] والصلب من خامات الحديد. [[حديد زهر|الحديد الزهر]] يحتوي على 2-4 ٪ كربون و 1-6 ٪ سيليكون وكميات صغيرة من [[منغنيز|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 (Fe₃C). 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 [[مغنسيوم|الماغنيسيوم]]، لتحويل شكل الجرافيت من الشكل الرقائقي إلى أشباه كرات أو عقيدات، والتي تزيد من [[متانة]] وقوة للمادة.

يحتوي [[حديد مطاوع|الحديد المطاوع]] على أقل من 0.25% كربون،<ref name="msts"/> وهو متين ومرن، ولكنه أقل قابلية للانصهار من الحديد الغفل. يتميز الحديد المطاوع باحتوائه على بقايا [[خبث المعادن(كيمياء)|خبث]] داخل المعدن، كما أنه أكثر مقاومة للصدأ من الصلب. قل استخدامه الآن وأصبح يستبدل [[صلب منخفض الكربون|بالصلب منخفض الكربون]]. بالرغم من أن الصلب منخفض الكربون أكثر عرضة للتآكل من الحديد المطاوع، إلا أن رخص ثمنه جعله أكثر استخداماً.

[[صلبفولاذ كربوني|الصلب الكربوني]] هو الصلب الذي يحتوي على 2% كربون أو أقل<ref name="kts">{{مرجع ويب|العنوانعنوان = Classification of Carbon and Low-Alloy Steels|المسارمسار = https://www.key-to-steel.com/Articles/Art62.htm|تاريخ الوصول = 2008-01-05| مسار الأرشيفأرشيف = https://web.archive.org/web/20081023014940/http://www.key-to-steel.com:80/Articles/Art62.htm | تاريخ الأرشيفأرشيف = 23 أكتوبر 2008 }}</ref> مع كميات قليلة من [[منغنيز|المنغنيز]] و[[كبريت|الكبريت]] و[[فسفور|الفوسفور]] و[[سيليكون (توضيح)|السيليكون]]. بينما [[صلب سبائكي|الصلب السبائكي]] فيحتوي على نسب متفاوتة من الكربون، فضلا عن المعادن الأخرى، مثل [[كروم|الكروم]] و[[فاناديوم|الفاناديوم]] و[[موليبدنوم|الموليبدنوم]] و[[نيكل|النيكل]] و[[تنجستن|التنجستن]] وغيرها. يرفع محتوى العناصر السبائكية في هذا النوع من الصلب من ثمنه، لذا لا يستخدم إلا في أغراض خاصة. أشهر سبائك هذا النوع هي سبائك [[فولاذ غير قابلمقاوم للصدأ|الصلب الذي لا يصدأ]]. أدخل علماء المعادن الحديدية الآن بعض التحسينات على الصلب السبائكي، فأنتجوا منه نوعاً جديداً يمتاز بالقوة رغم احتوائه على محتوى قليل من العناصر السبائكية، مما يزيد من [[متانة]] الصلب الناتج وبتكلفة أقل.

كما يستخدم الحديد أحياناً كمادة واقية من الإشعاعات المؤينة، لأنه أخف وأقوى بكثير ميكانيكيا من أشهر مادة في هذا المجال وهي عنصر [[رصاص|الرصاص]].

* '''استخدامات [[حديد زهر|الحديد الزهر]]''' : يستخدم في صناعة الأدوات التي لا تتعرض للصدمات مثل : أنابيب المياه وأنابيب الغاز.

* '''استخدامات [[حديد مطاوع|الحديد المطاوع]]''' : ويستخدم في صنع المغناطيسيات الكهربائية المؤقتة المستخدمة في الأجهزة الكهربائية، كما يستخدم في قضبان التسليح المستخدمة في البناء.

يعيب سبائك الحديد والصلب تعرضها بشدة لل[[صدأ]]، إذا لم تكن محمية بشكل أو بآخر. ال[[طلاء]] و[[غلفنةكلفنة كهربائية|الجلفنة]] و[[تخميل|التخميل]] والغطاء البلاستيكي هي طرق تستخدم جميعها لحماية الحديد من الصدأ من خلال إبعاد [[ماء|الماء]] و[[أكسجين|الأكسجين]] عن سطح المعدن، كما أن هناك طريقة أخرى تستخدم غالباً في حماية أجسام السفن الخارجية وحماية أنابيب نقل النفط وسخانات المياة، وهي باستخدام طريقة [[أنودمصعد قربانيجلفاني|القطب المضحى به]] والذي يضحى به ليتآكل بدلاً من الجسم الأساسي.

مركبات الحديد منتشرة في الصناعة، وتستخدم في العديد من الاستخدامات المتخصصة. تستخدم مركبات الحديد عادة كعامل محفز في [[عملية هابر|عملية هابر-بوش]] لإنتاج [[أمونيا|الأمونيا]] و[[عملية فيشر-تروبش]] لتحويل [[أحادي أكسيد الكربون|أول أكسيد الكربون]] إلى [[هيدروكربون|هيدروكربونات]] لإنتاج الوقود ومواد التشحيم.<ref>{{مرجع كتاب | العنوانعنوان = Surface science: foundations of catalysis and nanoscience | الأول = Kurt W. | الأخير = Kolasinski | الرقم المعياري = 9780471492443| الناشرناشر =John Wiley and Sons | السنةسنة = 2002 | المسارمسار = 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 الصرف الصحي|معالجة مياه الصرف الصحي]]، وفي صبغ القماش وكعامل لتلوين الطلاء، كما يضاف لأعلاف الحيوانات، ويستخدم أيضاً لتنظيف [[نحاس|النحاس]] في صناعة [[لوحة دارات مطبوعة|لوحات الدوائر المطبوعة]].<ref>{{cite journal| doi = 10.1002/14356007.a14_591| العنوان = Iron Compounds| السنة = 2000| الأخير1 = Wildermuth| الأول1 = Egon| الأخير2 = Stark| الأول2 = Hans| الأخير3 = Friedrich| الأول3 = Gabriele| الأخير4 = Ebenhöch| الأول4 = Franz Ludwig| الأخير5 = Kühborth| الأول5 = Brigitte| last6 = Silver| first6 = Jack| last7 = Rituper| first7 = Rafael}}</ref> كما يتحلل في [[كحول|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 بعوزالناجم عن عوز الحديد|افتقار الدم لعنصر الحديد]].

* الاستفادة من غاز ثاني أكسيد الكبريت في تصنيع حمض الكبريتيك، أو إنتاج عنصر [[كبريت|الكبريت]].

* تجميع [[أحادي أكسيد الكربون|أول أكسيد الكربون]] واستخدامه وقودا في [[موقد|المواقد]].

* [[ميلانتريت|ميلانترايت]]