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鉄
Fe 26

Iron

鉄(てつ)は化学元素であり、元素記号 Fe、原子番号 26 である。銀白色の金属で、第一遷移系列と周期表 8 族に属する。鉄は地殻の第 4 位の豊富さ(約 5.6%)であり、地球全体(核を含む)では最も豊富な元素である。湿った空気中で錆びやすく、酸と反応して水素を放出する。鉄は最大の構造用金属であり、現代社会の産業の骨格を支えている——鋼は建築、交通、エネルギー、製造業に不可欠な基礎材料である。

遷移金属 USGS 2025 光沢のある金属で、灰色がかった色合い
原子番号 26Z
原子量 55.845u
価電子 2
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
密度
7.87g/cm³
融点
1538°C
地殻存在量
56300.0ppm
年間生産量
2500000thousand metric tons
リサイクル率
90%(高いリサイクル率(~70%);鉄鋼は世界で重量ベースで最もリサイクルされる素材

なぜ使われるか

鉄は地球の地殻で4番目に豊富な元素(質量で5.6%)であり、地球全体の質量で最も豊富な元素(惑星の外核と内核の大部分を占める)であり、体積ベースで最も広く使われる金属(年間18億トン超)である。その独特の組み合わせ——極端に高い地殻での豊富さ、成熟した製錬技術、強磁性、合金化により容易に調整可能な機械的性質——により、現代文明の構造的骨格となっている。

用途

Construction
30%
Service centers
24%
Automotive
14%
Converting
8%
Non-classified
4%
Machinery & equipment
3%
Appliances
3%
Other
12%

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

鉄は現代の産業システムで最も広く使われている金属であり、世界で生産される金属材料の9割以上が鉄をベースとし、現代社会の骨格を成している。鉱石から鋼へと、高炉製銑・転炉製鋼を経て、鉄筋・形鋼・鋼板は超高層ビル、橋梁、地下鉄、ダム、トンネルの荷重支持構造に大量に使われ、建築とインフラが合わせて年間の鋼材の約半分を消費している。輸送も鋼材の大口需要分野であり、自動車の車体とシャーシ、鉄道の機関車・貨車、外航船の船体、輸送コンテナ、レールのほぼすべてが鋼材で占められ、大型貨物船1隻で数万トンが使われることもある。機械製造では、工作機械・建設機械・農業機械の構造部品の多くが鋳鋼または合金鋼であり、工具鋼・軸受鋼・金型鋼は加工精度と使用寿命を直接左右する。エネルギー・化学分野では、風車タワー用鋼板、太陽光架台、原子炉圧力容器、石油・ガス掘削リグ、長距離パイプラインが高張力鋼に依存し、ステンレス鋼が化学・食品・水処理装置を支えている。鋳鉄は、防振性・耐摩耗性・優れた鋳造性が評価され、工作機械のベッド、エンジンのシリンダブロック、マンホール蓋、ラジエータなど大量生産される部品に用いられる。鉄が主要な構造金属となった理由は、地殻存在度の高さ、精錬技術の成熟、合金化と熱処理により強度と靭性を広範囲に調整できること、そして他の金属を大きく下回るコストにある。

主な化合物とその用途

酸化第二鉄(Fe2O3)、すなわち赤鉄鉱は、高炉で使われる主要な鉄鉱石であり、酸化鉄赤として販売され、塗料・ゴム・建材・陶磁器の釉薬に使われる最も普及した赤色無機顔料でもある。四三酸化鉄(Fe3O4)は磁鉄鉱であり、もう一つの主要な鉄鉱石である。強い磁性を持つため、その粉末は磁気記録材料、磁粉探傷、フェライト部品にも使われる。二硫化鉄(FeS2)は一般に黄鉄鉱または「愚者の金」として知られ、金色の外観が金と間違われやすいことからこう呼ばれる。歴史的には接触硫酸法で広く使われたが、今日では主に非鉄鉱石の硫黄含有副産物として回収される。塩化第二鉄(FeCl3)は上水・排水処理で広く使われる凝集剤であり、プリント基板業界では銅箔のエッチングに用いられ、金属表面処理にも関与する。

元素小史

古代から人類に知られていた——古代の文献では「天鉄(隕鉄)」と「地鉄(製錬されたもの)」が区別されている。鉄器時代は紀元前1200年頃に近東で始まり、世界中に広まり——歴史上最も重要な技術革命の一つを記した。ベッセマー法(1856年)は大量製鋼を可能にし、平炉法と現代の塩基性酸素製錬法が続いた。

この元素を基にした合金 (102)

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関連元素

Sc · スカンジウム Ti · チタン V · バナジウム Cr · クロム Mn · マンガン Co · コバルト Ni · ニッケル Cu ·

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

鉄の融点は何度ですか?
1538 °C
鉄の沸点は何度ですか?
2861 °C
鉄の密度はどのくらいですか?
7.87 g/cm³
鉄の原子番号と分類は何ですか?
26 · 遷移金属
鉄は主にどの鉱物から採取されますか?
ヘマタイト、マグネタイト
鉄の世界埋蔵量はどのくらいですか?
88000 thousand metric tons
鉄の年間生産量はどのくらいですか?
2500000 thousand metric tons
鉄は主に何に使われますか?
鉄は地球の地殻で4番目に豊富な元素(質量で5.6%)であり、地球全体の質量で最も豊富な元素(惑星の外核と内核の大部分を占める)であり、体積ベースで最も広く使われる金属(年間18億トン超)である。その独特の組み合わせ——極端に高い地殻での豊富さ、成熟した製錬技術、強磁性、合金化により容易に調整可能な機械的性質——により、現代文明の構造的骨格となっている。
鉄は誰がいつ発見しましたか?
紀元前5000年 · 古代から知られる