铁化合物

铁化合物是铁和其它元素形成的化合物。铁在化合物中存在−2到+6共9种氧化态，如右表所示。
 氧化态  示例 −2 (d10)  Na2[Fe(CO)4] −1 (d9)   0 (d8)  Fe(CO)5 1 (d7)  Fe2(CO)4(cp)2 2 (d6)  FeCl2 3 (d5)  FeCl3 4 (d4)   5 (d3)   6 (d2)  K2FeO4

无机化合物
+2和+3价铁化合物
含卤化合物
铁可以和卤素形成二元或多元化合物。卤化亚铁都可以由铁和氢卤酸反应得到：Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Iron". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (in German) (91–100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 1125–1146. ISBN 3-11-007511-3.
 Fe + 2 HX → FeX2 + H2↑
该反应生成卤化亚铁的水合物。卤素（碘除外）和铁发生放热反应，生成三价铁的化合物：Greenwood and Earnshaw, p. 1082–4
 2 Fe + 3 X2 → 2 FeX3
而碘和铁的反应只生成碘化亚铁。在水溶液中，Fe3+可以将I−氧化为单质：
2 I− + 2 Fe3+ → I2 + 2 Fe2+ (E0 = +0.23 V)
氟化亚铁（FeF2）可以以无水物和四水合物的形式存在，它们都是白色晶体。Penfold, B. R.; Taylor, M. R. (1960). "The crystal structure of a disordered form of iron(II) fluoride tetrahydrate". Acta Crystallographica. 13: 953–956. doi:10.1107/S0365110X60002302.Dale L. Perry (1995), "Handbook of Inorganic Compounds", pp 167. CRC Press. ISBN 9780849386718无水物由无水氯化亚铁和氟化氢反应得到W. Kwasnik "Iron(II) Fluoride" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 266.，四水合物由溶液结晶产生。氟化亚铁微溶于水。氟化铁（FeF3）也可以无水物和三水合物的形式存在，无水物是白色固体，而水合物略带浅粉色。Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2008) Inorganic Chemistry (3rd ed.), Pearson: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.氯化亚铁（FeCl2）在无水时为灰棕色固体，它可以形成绿色的四水合物。铁和氯化氢在甲醇中反应，可以得到氯化亚铁的甲醇合物，甲醇合物在160°C分解，可以得到无水物。G. Winter; Thompson, D. W.; Loehe, J. R. (1973). "Iron(II) Halides". Inorg. Synth. 14: 99–104. doi:10.1002/9780470132456.ch20.FeCl2和两分子的[(C2H5)4N]Cl反应，生成配合物[(C2H5)4N]2[FeCl4]。N. S. Gill, F. B. Taylor (1967). "Tetrahalo Complexes of Dipositive Metals in the First Transition Series". Inorg. Synth. 9: 136–142. doi:10.1002/9780470132401.ch37.氯化铁（FeCl3）是最常见的铁的含卤化合物。它以黑绿色的无水物和深黄色的六水合物的形式存在，它们都容易潮解。氯化铁和酚类反应，可以形成深紫色的配合物。Greenwood and Earnshaw, p. 1088–91溴化亚铁（FeBr2）易潮解，是棕黄色固体，具有CdI2层状结构。Haberecht, J.; Borrmann, H.; Kniep, R. "Refinement of the Crystal Structure of Iron Dibromide, FeBr2" Zeitschrift für Kristallographie - New Crystal Structures 2001, vol. 216, p. 510. doi:10.1524/ncrs.2001.216.14.544溴化铁（FeBr3）是棕黄色固体，它是强路易斯酸，可以催化一些有机反应，如苯的溴化反应。张文兵. 改进溴苯制备实验[J]. 实验教学与仪器, 2000(1).溴化铁在200°C分解，生成溴化亚铁和溴单质。碘化亚铁是白色至灰白色固体，在潮湿空气中易被氧化。Karl-Heinz Lautenschläger: Taschenbuch der Chemie. Harri Deutsch Verlag, 2007, ISBN 978-3-8171-1760-4, S. 410 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche ).由于碘化亚铁溶液中不存在Fe3+，因此它可用于制备氢氧化亚铁（Fe(OH)2）。李秀芹. 用碘化亚铁制备氢氧化亚铁[J]. 化学教学, 1994(8):10-10.碘化铁（FeI3）需要在氩气下，由Fe(CO)4I2的稀溶液与过量的碘在正己烷溶液中反应得到。它能够被水、吡啶等溶剂分解。K. B. Yoon , J. K. Kochi. Ferric iodide as a nonexistent compound. Inorg. Chem., 1990, 29 (4), pp 869–874 DOI: 10.1021/ic00329a058

高氯酸亚铁（Fe(ClO4)2）的六水合物是浅绿色晶体，易溶于水，可溶于乙醇。Zettler M W. Iron(II) Perchlorate[M]// e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. John Wiley & Sons, Ltd, 2001.高氯酸铁（Fe(ClO4)3）的水合物是略带灰紫色的固体，易溶于水。其FeIII可以和不同的配体结合，形成配合物，如[Fe(H2O)6](ClO4)3·3H2OErik Hennings, Horst Schmidt, and Wolfgang Voigt. Crystal structure of iron(III) perchlorate nonahydrate. Acta Crystallogr Sect E. 2014. 70(Pt12): 477-479、[Fe(bpy)3](ClO4)3·3H2OM. MURASE, E. KOTANI, K. OKAZAKI, et al. ChemInform Abstract: Application of Iron(III) Complexes, Tris(2,2′-bipyridyl)iron(III) Perchlorate and Some Iron(III) Solvates, for Oxidative Aryl-Aryl Coupling Reactions.[J]. ChemInform, 1986, 34(8):3159-3165.等。高氯酸亚铁和高氯酸铁都可用于有机合成。Kumar B, Kumar H, Singh N. ChemInform Abstract: Iron(III) Perchlorate - A Novel Reagent in Synthesis[J]. ChemInform, 1991, 22(31):no-no.碘酸铁（Fe(IO3)3）可由硝酸铁和碘酸反应得到Galez C, Mugnier Y, Bouillot J, et al. Synthesis and characterisation of Fe(IO3)3 nanosized powder[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2006, 416(1): 261-264.，它的热分解产物为α-Fe2O3。Ristić M, Musić S, Ivanda M. A study of the thermal stability of Fe(IO3)3 by 57Fe Mössbauer, FT-IR and Raman spectroscopies[J]. Journal of molecular structure, 1999, 480: 637-640.高碘酸铁钾（K2FeIO6）是一种分析试剂，可用于检验Li+。

氧族元素化合物
氧化亚铁（FeO）是黑色粉末，可由草酸亚铁隔绝空气时的热分解反应制备：
 FeC2O4 → FeO + CO + CO2↑
它是碱性氧化物，溶于酸形成亚铁盐。武汉大学, 吉林大学 等. 无机化学（第三版）下册. 高等教育出版社, 2011. ISBN 978-7-04-004880-3. pp 1015, 1019-1020三氧化二铁（Fe2O3）是红棕色固体，草酸铁或硝酸铁的热分解可以得到具有顺磁性的α-Fe2O3，四氧化三铁氧化可以得到具有铁磁性的γ-Fe2O3。铁锈是氧化铁的水合物（Fe2O3·xH2O）。四氧化三铁（Fe3O4）是黑色固体，具有铁磁性，是电的良导体。所有铁的氧化物在高温下都可以被氢气、一氧化碳还原为单质铁。

在含有Fe2+的溶液中滴加氢氧化钠，可以得到白色的氢氧化亚铁（Fe(OH)2），这种化合物在空气中极易被氧化，最后生成红棕色的氢氧化铁。氢氧化铁的化学式通常写作Fe(OH)3，但它实际上是羟基氧化铁的水合物（FeO(OH)·H2O）。氢氧化亚铁和氢氧化铁都具有两性，溶于酸形成Fe2+和Fe3+，溶于浓碱生成[Fe(OH)6]4−和[Fe(OH)6]3−。绿锈是一类含Fe2+、Fe3+和OH−的混合价态氢氧化物，它的组成和溶液中存在的阴离子有关，如[()12]2+ · [·2]2−M. Abdelmoula, F. Trolard, G. Bourrié and J.-M. R. Génin (1998): "Evidence of the Fe(II)–Fe(III) green rust `fougerite' mineral occurrence in a hydromorphic soil and its transformation with depth". Hyperfine Interactions, volume 111, pages 231-238. J. D. Bernal, D. R. Dasgupta, and A. L. Mackay (1959): "The oxides and hydroxides of iron and their structural inter-relationships". Clay Minerals Bulletin, volume 4, pages 15-30. 是一种常见的组成。

硫化亚铁（FeS）是一种黑色固体，难溶于水，可由铁和硫的化合反应制备，该反应是放热反应。H. Lux "Iron (II) Sulfide" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1502.硫化氢和硫酸亚铁反应，也能得到硫化亚铁。除了FeS外，Fe2S3、Fe3S4和FeS2等多种硫化物是已知的。二硫化亚铁（FeS2）在自然界中以黄铁矿和白铁矿的形式存在。纯的FeS2是一种半导体材料，光吸收系数较高，但光电转换效率低。Ennaoui A, Tributsch H. Solar Cells, 1984, 13(2): 197-200硫酸亚铁（FeSO4）以无水物和水合物的形式存在，其中最常见的是七水合物。七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是浅蓝绿色晶体，俗称绿矾，它可由铁和稀硫酸反应制得：Wildermuth, Egon; Stark, Hans; Friedrich, Gabriele; Ebenhöch, Franz Ludwig; Kühborth, Brigitte; Silver, Jack; Rituper, Rafael (2005), "Iron Compounds", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH
 Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
硫酸亚铁在680°C分解，放出二氧化硫和三氧化硫：
2 FeSO4 → Fe2O3 + SO2 + SO3
160px|thumb|right|硫酸铁铵晶体
硫酸亚铁铵（(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O）俗称莫尔盐，它是浅绿色的单斜晶体，较一般的亚铁盐稳定，不易在空气中氧化，可由硫酸亚铁和硫酸铵的混合溶液结晶得到。王锐. 对硫酸亚铁铵制备实验的探讨 [J]. 宁夏师范学院学报, 2005, 26(3):73-75.硫酸铁（Fe2(SO4)3）是灰白色粉末，可由硫酸亚铁在硫酸溶液中用过氧化氢氧化制得。Iron compounds . Encyclopædia Britannica Article. Retrieved November, 2007硫酸铁铵（NH4Fe(SO4)2·12H2O）中含有未水解的铁离子，其晶体显淡紫色。由硫酸亚铁氧化后和硫酸铵结晶制得。Hecht, Horstmar: Prãparative Anorganische Chemie, Springer-Verlag, Berlin, 1951. p. 127它可用作酯化反应的催化剂。俞善信, 雷存喜. 硫酸铁铵催化合成羧酸环己酯 [J]. 宝鸡文理学院学报(自科版), 2001, 21(1):31-33.

高氧化态铁化合物

高铁酸盐是含+6价铁的含氧酸盐，以Na2FeO4、K2FeO4和BaFeO4最为常见。它们可以通过化学氧化或电化学氧化法制得。Schreyer, J. M.; Thompson, G. W.; Ockerman, L. T. "Potassium Ferrate(VI)" Inorganic Syntheses, 1953 volume IV, pages 164-168.高铁酸盐的稳定性较差，在水中会缓慢分解，对其加热也会分解。李志远, 赵建国. 高铁酸盐制备、性质及应用 [J]. 化学通报, 1993(7):19-23.

低氧化态铁化合物
五羰基铁和一氧化氮反应，生成黑色的四亚硝基铁（Fe(NO)4）晶体。它在液氨中，一个亚硝基配体可以被氨取代。谢高阳 等. 无机化学丛书 第九卷 锰分族 铁系 铂系. 科学出版社, 2017.五(三氟化磷)合铁是黄色低熔点（44°C）的固体，可溶于惰性溶剂中。

铁的负价化合物通常出现在铁的金属有机化合物中。
有机化合物

200px|thumb|right|二茂铁晶体
二茂铁（Fe(C5H5)2）是铁的环戊二烯配合物，也是最早发现的夹心配合物。Pauson, P. L. (2001). "Ferrocene-how it all began". J. Organomet. Chem. 637-639: 3–6. doi:10.1016/S0022-328X(01)01126-3.它可由环戊二烯基钠或环戊二烯基溴化镁和氯化亚铁反应得到：Geoffrey Wilkinson (1963). "Ferrocene". Org. Synth.; Coll. Vol., 4, p. 473

2 NaC5H5 + FeCl2 → Fe(C5H5)2 + 2 NaCl
2 C5H5MgBr + FeCl2 → Fe(C5H5)2 + 2 MgBrCl

二茂铁的化学性质稳定，在不破坏结构的情况下其茂环可以发生一些取代反应。它在酸性溶液中可以被氧化，生产二茂铁鎓离子。N. G. Connelly, W. E. Geiger. Chemical Redox Agents for Organometallic Chemistry. Chemical Reviews. 1996, 96: 877–910. doi:10.1021/cr940053x.

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铁的羰基配合物是另一类重要的有机铁化合物。五羰基铁（Fe(CO)5）是草黄色的液体，可由铁和一氧化碳于150°C和175大气压下反应得到。Brauer, Georg (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2 (2nd ed.). Newyork: Academic Press. pp. 1743, 1751. ISBN 9780323161299.它在光照下颜色变深，分解为橙色的九羰基二铁固体。E. H. Braye; W. Hübel (1966). "Diiron Enneacarbonyl". Inorg. Synth.. 8: 178. ISBN 978-0-470-13239-5. doi:10.1002/9780470132395.ch46.

在溶剂中五羰基铁可以被金属钠还原，生成含有-2价铁的四羰基铁酸二钠（Na2[Fe(CO)4]）Strong, H.; Krusic, P. J.; San Filippo, J. (1990). R. J. Angelici, ed. "Sodium Carbonyl Ferrates, Na2[Fe(CO)4], Na2[Fe2(CO)8], and Na2[Fe3(CO)11]. Bis[μ-Nitrido-Bis(triphenylphosphorus)1+] Undeca-Carbonyltriferrate2−, [(Ph3P)2N]2[Fe3(CO)11]". Inorganic Syntheses. New York: J. Wiley & Sons. 28: 203–207. ISBN 0-471-52619-3. doi:10.1002/9780470132593.ch52.它可用于醛的合成。Pike, R. D. Disodium Tetracarbonylferrate(-II). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 2001. doi:10.1002/047084289X.rd465.

 参考文献 
 引用 

 来源 

 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9.

 参见 

 铁化合物 - 钴化合物 - 镍化合物