Raud

Raua asetus perioodilisussüsteemis ja aatomi ehitus

Raud asub perioodilisusüteemis VIII rühma kõrvalalarühmas. Raua aatomi järjenumbrist (26) ja täisarvuni ümardatud aatommassist (56) järeldub, et raua aatomi tuumas on 26 prootonit, ja 56–26=30 neutronit. Raud on neljanda perioodi element, järelikult asuvad tema elektronkatte 26 elektroni neljal elektronkihil : Fe : +26 / 2)8)14)2)
Keemiliste reaktsioonide käigus võib raud loovutada elektrone ka eelviimaselt elektronkihilt.
Ühendeis on raua oksüdatsiooniaste II või III, viimane neist on keemiliselt stabiilsem. Kuigi tavaliselt on raua oksüdatsiooniaste +2 ja +3, võib see harvem olla ka -4, -2, -1, 0, +1, +4, +5, +6, +7.
Vaata ka raua isotoobi ainulaadse positsiooni kohta keemiliste elementide perioodilisussüsteemi kontekstis artiklist seoseenergia peatükkist "tuuma seoseenergia kõver".

Raua füüsikalised ja keemilised omadused

Raud on hõbevalge keskmise kõvadusega metall. Lisandid muudavad raua kõvemaks. Raua tihedus on 7874 kg/m3 ja sulamistemperatuur 1539 kraadi.
Raud on plastiline, mistõttu seda on võimalik valtsida ja sepistada. See on hea soojus- ja elektrijuht.
Raud on magnetiseeritav. Raua kristallvõre muutub eri temperatuuridel.
Raud on keskmise aktiivsusega metall (asub metallide pingerea keskel). Kuivas õhus ta hapnikuga ei reageeri, kuid niiskuses kattub kergesti roostekihiga. Mida lisanditevabam on metall, seda püsivam on ta korrosiooni suhtes.

Rauasoolad

Raud(II)sooladest on kõige tähtsam raud(II)sulfaat-vesi (1/7) (FeSO₄*7H₂O), mida rahvapäraselt nimetatakse raudvitrioliks. See on heleroheline vees lahustuv kristalne aine. Raud(II)sulfaat saadakse raua reageerimisel lahjendatud väävelhappega: Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂
Raud(II)sulfaati kasutatakse taimekahjurite tõrjevahendina, värvainetes ja tindi saamisel, puiduimmutuslahuste valmistamiseks, et kaitsta puitu mädanemise eest.
Raud(III)sooladest on olulisemad raud(III)kloriid (FeCl₃) ja raud(III)sulfaat (Fe₂(SO₄)₃).
Raud(III)kloriidi võib saada vastavate lihtainete otsesel reageerimisel ja raud(III)oksiidi või -hüdroksiidi reageerimisel vesinikkloriidhappega: Fe₂O₃+6HCl= 2FeCl₃+3H₂O
Fe(OH)₃+3HCl=FeCl₃+3H₂O
Kasutades vesinikkloriidhappe asemel väävelhapet, saadakse raud(III)sulfaat: 2Fe(OH)₃+3H₂SO₄=Fe₂(SO4)₃+6H₂O
Raud(III)kloriidi ja –sulfaati kasutatakse reaktiividena keemialaborites.

VIII rühma kõrvalalarühma metallid

Erinevalt teistest perioodilisussüsteemi rühmadest ei ole VIII rühma kõrvalalarühmas elemendid mitte ükshaaval, vaid kolmekaupa, triaadides. Alarühm koosneb kolmest triaadist. Rauatriaadi kuuluvad raud, koobalt ja nikkel. Kaks järgmist triaadi sisaldavad plaatinametalle: 1) kergete plaatinametallide triaad – ruteenium, roodium ja pallaadium, 2) raskete plaatinametallide triaad – osmium, iriidium ja plaatina.

Rauasulamid

Rauasulami omadusi mõjutab oluliselt süsinikusisaldus. Rauasulamit, milles on alla 2% süsinikku, nimetatakse teraseks, kui süsiniku sisaldus on 2–5%, siis on tegemist malmiga. Kõrvuti süsinikuga sisaldub terases ja malmis veel lisandina väävlit, räni, fosforit, mangaani jt elemente.
Eriterased ehk legeeritud terased sisaldavad lisandina mangaani, kroomi, niklit, molübdeeni, volframit jt metalle. Kroomilisand (kuni 13%) muudab terase korrosioonikindlaks ja suurendab kõvadust, Mo ja W suurendavad terase kuumakindlust, Mn (kuni 14%) tõstab terase kulumiskindlust, Ni suurendab terase sitkust ja vähendab soojuspaisumist, sellepärast valmistatakse sellest sulamist mõõteriistade osi, Cr ja Ni koos suurendavad terase kõvadust ja püsivust keemilistele mõjutustele.
Rauamaaki töödeldakse malmiks kõrgahjudes, erilistes konverterites vähendatakse malmis süsiniku ja teiste lisandite sisaldust ning saadakse teras.
Eristatakse valu- ja töötlusmalmi. Valumalmis sisaldub süsinik grafiidina. Et selle malmi murdepind on hall, nimetatakse seda sageli halliks malmiks. Valumalm on hästi valatav, sellest valatakse näiteks hoorattaid, seadmete aluseid ja pliidiraudu. Töötlusmalm sisaldab süsinikku raudkarbiidi Fe₃C kujul. Niisuguse malmi murdepind on hele ja teda nimetatakse tihti valgeks malmiks. Töötlusmalm ei sobi valamiseks ja seda töödeldakse teraseks.