鐵
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| 鐵 Tiě |
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| 別名 | 黑金、生鐵、鋼鐵、跳鐵、鍒鐵、勞鐵、熟鐵、鑐鐵、柔鐵、烏金 |
| 功效作用 | 鎮心平肝，消癰解毒。治驚癇，癲狂，癰毒。 |
| 英文名 | Hematite， Limonite， Magnetite |
| 始載於 | 《神農本草經》 |
| 毒性 | 有毒（一說無毒） |
| 歸經 | 心經、肝經、腎經 |
| 藥性 | 涼 |
| 藥味 | 辛 |
鐵是一種化學元素，它的化學符號是Fe，它的原子序數是26，是最常用的金屬。它是過渡金屬的一種。是地殼含量第二高的金屬元素。鐵是人體含量的必需微量元素，人體內鐵的總量約4-5克，是血紅蛋白的重要部分。人體從食物中攝取所需的大部分鐵。
目錄 |
鐵元素
【元素原子量】：55.85
【元素類型】：金屬元素
【質子數】：26
【中子數】：30
【所屬周期】：4
【所屬族數】：VIII
【電子層分布】：2-8-14-2
【電離能 】：(kJ /mol)
M - M+ 759.3
M+ - M2+ 1561
M2+ - M3+ 2957
M3+ - M4+ 5290
M4+ - M5+ 7240
M5+ - M6+ 9600
M6+ - M7+ 12100
M7+ - M8+ 14575
M8+ - M9+ 22678
M9+ - M10+ 25290
元素在太陽中的含量:(ppm)
1000
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.00001
地殼中含量：（ppm）
41000
氧化態：
主要 Fe+2, Fe+3
其餘 Fe-2, Fe-1, Fe0, Fe+1, Fe+4, Fe+5, Fe+6
原子體積:(立方厘米/摩爾)：7.1
【晶體結構】：面心立方和體心立方
【名稱由來】： 盎格魯-撒克遜語：iron（鐵）；元素符號來自於拉丁文「ferrum」（鐵）。
【元素描述】： 柔韌而有延展性的銀白色金屬。在地殼中含量第四（百萬分），在宇宙中含量第九。
【元素來源】： 取自鐵礦。把石灰石、焦炭和鐵礦石分層投入高爐，自底部鼓入高溫氣流，使得焦炭熾熱發紅，於是鐵被從氧化物中還原出來，熔化成液態，從爐底流出。
【分布】鐵是地球上分布最廣的金屬之一。約佔地殼質量的5.1%，居元素分布序列中的第四位，僅次於氧、矽和鋁。
【性狀】鐵是有光澤的銀白色金屬，硬而有延展性，熔點為1535℃， 沸點2750℃，有很強的鐵磁性，並有良好的可塑性和導熱性。比熱容約為0.46*1000J/KG*℃
聲音在其中的傳播速率：（m/S）
5120
純鐵密度:7.86g/cm^3
概述
基本性質
鐵的密度為7.8克/立方厘米。
鐵活潑，為強還原劑，化合價有0、+2、＋3、＋6，最常見的價態是+2和+3。在室溫下，鐵可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應速度增大：
鐵在乾燥空氣中很難跟氧氣反應，但在潮濕空氣中很容易發生電化學腐蝕，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛圍中腐蝕更快。鐵可以從溶液中還原金、鉑、銀、汞、銅或錫電漿。
鐵元素的分布
鐵是地球上分布最廣的金屬之一，約佔地殼質量的5.1%，居元素分布序列中的第四位，僅次於氧、矽和鋁。
在自然界，游離態的鐵只能從隕石中找到，分布在地殼中的鐵都以化合物的狀態存在。鐵的主要礦石有：赤鐵礦Fe2O3，含鐵量在50%~60%之間；磁鐵礦Fe3O4，含鐵量60%以上，有亞鐵磁性，此外還有褐鐵礦Fe2O3•nH2O、菱鐵礦FeCO3和黃鐵礦FeS2，它們的含鐵量低一些，但比較容易冶煉。中國的鐵礦資源非常豐富，著名的產地有湖北大冶、東北鞍山等。
鐵的化學性質
[鐵的化學性質之一]
相對原子質量55.847。鐵有多種同素異形體，如α鐵、β鐵、γ鐵、б鐵等。鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表裡排在氫的前面。常溫時，鐵在乾燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質起反應，在高溫時，則劇烈反應。鐵在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，熾熱的鐵和水蒸氣起反應也生成Fe3O4。鐵易溶於稀的無機酸和濃鹽酸中，生成二價鐵鹽，並放出氫氣。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面生成一層氧化物保護膜，使鐵「鈍化」，故可用鐵製品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價元素，常見價態為+2和+3。鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應時失去兩個電子，成為+2價。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應，則被氧化成Fe3+。鐵與氧氣或水蒸氣反應生成的Fe3O4，可以看成是FeO.Fe2O3，其中有1／3的Fe為+2價，另2/3為+3價。鐵的+3價化合物較為穩定。
[鐵的化學性質之二]
鐵的電子構型為(Ar)3d64s2，氧化態有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學性質活潑，為強還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應速率增高：
3Fe+4H2O（g）===Fe3O4+4H2↑
鐵在乾燥空氣中很難與氧發生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅電漿，如：
CuSO4+Fe===FeSO4+Cu
鐵溶於非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價鐵離子並放出氫氣；在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨：
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
（ 2 Fe+6H2SO4（濃）===Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O）
4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
鐵溶於熱的或較濃的硝酸中，生成硝酸鐵並釋放出氮的氧化物。在濃硝酸或冷的濃硫酸中，鐵的表面形成一層氧化薄膜而被鈍化。鐵與氯在加熱時反應劇烈（2Fe+3Cl2===2FeCl3）。鐵也能與硫、磷、矽、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合，但與氨作用，形成氮化鐵Fe2N。
鐵的最重要的氧化態是+2和+3。二價鐵離子呈淡綠色，在鹼性溶液中易被氧化成三價鐵離子。三價鐵離子的顏色隨水解程度的增大而由黃色經橙色變到棕色。純淨的三價鐵離子為淡紫色。二價和三價鐵均易與無機或有機配位體形成穩定的配位化合物，如 Phen為菲羅林，配位數通常為6。零價鐵還可與一氧化碳形成各種羰基鐵，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基鐵有揮發性，蒸氣劇毒。鐵也有+4、+5、+6價態的化合物，但在水溶液中只有+6價的。
化合物 主要有兩大類：亞鐵Fe（Ⅱ)和正鐵Fe（Ⅲ）化合物，亞鐵化合物有氧化亞鐵(FeO)、氯化亞鐵(FeCl2)、硫酸亞鐵（FeSO4）、氫氧化亞鐵｛Fe(OH)2｝等；正鐵化合物有三氧化二鐵(Fe2O3)、三氯化鐵(FeCl3)、硫酸鐵｛Fe2(SO4)3｝、氫氧化鐵｛Fe(OH)3｝等。
如在亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6].3H2O（俗名：黃血鹽）和鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]（俗名：赤血鹽）中。鐵與環戊二烯的化合物二茂鐵，是一種具有夾心結構的金屬有機化合物。
【鐵的化學性質之三種狀態】
鐵的電子構型為(Ar)3d64s2，氧化態有0、+2、+3、+4、+5、+6。鐵的化學性質活潑，為強還原劑，在室溫條件下可緩慢地從水中置換出氫，在500℃以上反應速率增高： 3Fe+4H2O(g)===Fe3O4+4H2↑
鐵在乾燥空氣中很難與氧發生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。鐵可從溶液中還原金、鉑、銀、汞、鉍、錫、鎳或銅電漿，如： CuSO4+Fe===FeSO4+Cu
鐵溶於非氧化性的酸如鹽酸和稀硫酸中，形成二價鐵離子並放出氫氣；在冷的稀硝酸中則形成二價鐵離子和硝酸銨：
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
【鐵的化學性質之四----工業製取】
C+O2===(點燃)CO2(提供熱量和CO2)
CO2+C===(高溫)2CO
Fe2O3+3CO===(高溫)2Fe+3CO2
CaCO3+SiO2===(高溫)CaCO3+CO2↑
鐵的用途
在我們的生活里，鐵可以算得上是最有用、最價廉、最豐富、最重要的金屬了。鐵是碳鋼、鑄鐵的主要元素，工農業生產中，裝備製造、鐵路車輛、道路、橋樑、輪船、碼頭、房屋、土建均離不開鋼鐵構件，我國年產鋼材4億多噸、鑄件3350萬噸。鋼鐵的年產量代表一個國家的現代化水平。
對於人體，鐵是不可缺少的微量元素。在十多種人體必需的微量元素中鐵無論在重要性上還是在數量上，都屬於首位。一個正常的成年人全身含有3g多鐵，相當於一顆小鐵釘的質量。人體血液中的血紅蛋白就是鐵的配合物，它具有固定氧和輸送氧的功能。人體缺鐵會引起貧血症。只要不偏食，不大出血，成年人一般不會缺鐵。
所謂煤氣中毒（一氧化碳中毒），也是由於血紅素中鐵原子核心被一氧化碳氣體分子緊緊地包圍住，喪失了吸收氧分子的能力，使人窒息中毒而死亡。
鐵還是植物製造葉綠素不可缺少的催化劑。如果一盆花缺少鐵，花就會失去艷麗的顏色，失去那沁人肺腑的芳香，葉子也發黃枯萎。一般土壤中也含有不少鐵的化合物。鐵是土壤中的一個重要組分，其在土壤中的比例從小於1%至大於20%不等，平均是3.2% . 鐵主要以鐵氧化物的形式存在，其中既有二價又有三價鐵, 大多數鐵氧化物在土壤顆粒中以不同程度的微結晶形式存在。
營養學中的鐵
一、人類對鐵的認識
18世紀，Menghini用磁鐵吸附在乾燥血中的顆粒，注意到了血液中含有鐵。
1892年，Bunge注意到嬰幼兒容易缺乏鐵。
1928年，Mackay最早證明鐵缺乏是倫敦東區嬰幼兒貧血盛行的原因。她還以為提供鐵強化的奶粉可緩解貧血。
1932年，Castle及其同事確證無機鐵可用於血紅蛋白合成。
二、鐵的分布
鐵是人體含量的必需微量元素，人體內鐵的總量約4-5克，是血紅蛋白的重要部分，人全身都需要它，這種礦物質而已存在於向肌肉供給氧氣的紅細胞中，還是許多酶和免疫系統化合物的成分，人體從食物中攝取所需的大部分鐵，並小心控制著鐵含量。
三、吸收代謝
成人體內鐵的總量約為4-5g，其中72%以血紅蛋白、3%以肌紅蛋白、0.2%以其他化合物形式存在；其餘則為儲備鐵，以鐵蛋白的形式儲存於肝臟、脾臟和骨髓的網狀內皮系統中，約佔總鐵量的25%。
食物中的鐵主要以Fe(OH)3絡合物的形式存在，在胃酸作用下，還原成亞鐵離子，再與腸內容物中的維生素C、某些糖及胺基酸形成絡合物，在十二指腸及空腸吸收。
鐵在體內代謝中可反覆被身體利用。一般情況下，除腸道分泌和皮膚、消化道及尿道上皮脫落可損失一定數量外，幾乎不存在其它途徑損失。
膳食中存在的磷酸鹽、碳酸鹽、植酸、草酸、鞣酸等可與非血紅素鐵形成不溶性的鐵鹽而阻止鐵的吸收。胃酸分泌減少也影響鐵的吸收。
四、人體每日適宜的攝取量
年齡 每日入量 孕婦
0—0.5歲 0.3mg 早期 15mg
0.5歲—1歲 10mg 中期 25mg
1歲—4歲 12mg 後期 35mg
4歲—7歲 12mg 乳期 25mg
7歲—11歲 12mg
11歲—14歲 男 16mg 女 18mg
14歲—18歲 男 20mg女 25mg
18歲—50歲 男 15mg女 20mg
50歲 15mg
五、鐵的生理功能
1、鐵是血紅蛋白的重要部分，而血紅蛋白功能是向細胞輸送氧氣，並將二氧化碳帶出細胞。血紅蛋白中4個血紅素和4個球蛋白連結的結構提供一種有效機制，即能與氧結合而不被氧化，在從肺輸送氧到組織的過程中起著關鍵作用。
2、肌紅蛋白是由一個血紅素和一個球蛋白鏈組成，僅存在於肌肉組織內，基本功能是在肌肉中轉運和儲存氧
3、細胞色素是一系列血紅素的化合物，通過其在粒線體中的電子傳導作用，對呼吸和能量代謝有非常重要的影響，如細胞a、b和c是通過氧化磷酸化作用產生能量所必需的。
4、其它含鐵酶中鐵可以是非血素鐵，台參與能量代謝的NAP脫氫酶和琥珀脫氫酶，也有含血紅素鐵的對氧代謝副產物分子起反應的氫過氧化物酶，還有多氧酶（參與三羥酸循環），磷酸烯醇丙酮酸羥激酶（糖產生通路限速酶），核苷酸還原酶（DNA合成所需的酶）。
5、鐵元素催化促進β-胡蘿卜素轉化為維生素A、嘌呤與膠原的合成，抗體的產生，脂類從血液中轉運以及藥物在肝臟的解毒等。鐵與免疫的關係也比較密切，有研究表明，鐵可以提高機體的免疫力，增加中性白細胞和吞噬細胞的吞噬功能，同時也可使機體的抗感染能力增強。阿膠是我國傳統的補血配方，乳酸亞鐵是很好的二價補鐵製劑，市場上很多補血產品將它們單獨作為配方來用。而鐵之緣片是將乳酸亞鐵、阿膠和蛋白鋅都作為功效成分，補鐵、生血加營養三效合一，能更好的預防和改善貧血，增強人體免疫力。
六、缺乏症状與後果
1、貧血：嚴重時可增加兒童和母親死亡率，使機體工作能力明顯下降。
2、行為和智力方面：鐵缺乏可引起心理活動和智力發育的損害及行為改變。鐵缺乏（尚未出現貧血時的缺乏）還可損害兒童的認知能力，而且在以後補充鐵後也難以恢復。動物試驗表明，短時期缺乏可使幼小動物腦中鐵含量下降。以後補充鐵可糾正身體內鐵儲存，但對腦中鐵沒有作用。長期鐵缺乏會明顯影響身體耐力。Finch等進行動物實驗表明，鐵缺乏對動物跑的能力的損害與血紅蛋白的水平無關，而是因為鐵缺乏肌肉中氧化代謝受損所至。
免疫力和抗感染能力方面，人及動物實驗皆記實缺鐵的一項特點是抗感染能力降低。
1、體溫調節方面，缺鐵性貧血的另一特點是在寒冷環境中保持體溫的能力受損。
2、鉛中毒方面，動物和人體實驗證明缺鐵會增加鉛的吸收。
3、有的妊娠後果，汗多滸病學研究表明妊娠早期貧血為早產、低出生體重兒及胎兒死亡有關。
4、鐵缺乏症症状包括皮膚蒼白，舌部發痛，疲勞或無力，食慾不掁以及噁心。
鐵缺乏對免疫系統的影響：
1．抵抗病原微生物入侵的能力減弱。
2．降低免疫細胞從靜止---臨戰的反應速度。
4．抗體的生產停止或以很慢的速度進行。
5．缺鐵性貧血，細胞供氧不足。其結果是整天無精打采，疲勞而倦怠，比較容易被感染。
血液里流動的太多的自由鐵不僅無助於抵抗能力，不能保護人的肌體，反而會被細菌吞噬，成為細菌的美食，並且細菌會因此而大量地繁殖。這就是為什麼必須加倍小心給孩子補充鐵質的原因。
七、鐵過量表現
通過各種途徑進入體內的鐵量的增加，可使鐵在人體內貯存過多，因而可引致鐵在體內潛在的有害作用，體內鐵的貯存過多與多種疾病如心臟和肝臟疾病、糖尿病、某些腫瘤有關。
肝臟是鐵儲存的主要部位，鐵過量也常累及肝臟，成為鐵過多誘導的損傷的主要靶器官。肝鐵過載導致：1、肝纖維化甚至肝硬化；2、肝細胞瘤。
鐵過量與心臟疾病關係的探討，已見諸多報導。許多作者認為，鐵通過催化自由基的生成、促進脂蛋白的脂質和蛋白質部分的過氧化反應、形成氧化LDL等作用，參與動脈粥樣硬化的形成。
鐵過多誘導的脂質過氧化反應的增強，導致機體氧化和抗氧化系統失衡，直接損傷DNA，誘發突變，與肝、結腸、直腸、肺、食管、膀胱等多種器官的腫瘤有關。
八、補鐵
鐵在食物中主要存在兩種形式：一是非血紅素鐵，主要以Fe（OH）3絡合物形式存在於食物中。這種形式的鐵必須在胃酸作用下，還原成亞鐵離子後才能被吸收。影響其吸收因素較多：如飲食中含有較多植酸鹽、草酸鹽、碳酸基，則可與鐵形成不溶性鐵，抑制鐵的吸收。穀類中鐵的吸收率低，原因就在於此。服用過多的抗酸藥物，亦不利於鐵離子的釋出，阻礙鐵的吸收。
此外也有很多因素對鐵的吸收有益。維生素C可與鐵形成可溶性螯合物，使鐵在高PH條件下亦能呈溶解狀態有利於鐵的吸收。動物蛋白質如牛肉、豬肉、肝臟、魚等存在肉類因子，亦可促進鐵的吸收。牛奶、蛋類無此作用。在有充足膳食鈣存在時，可除去抑制鐵吸收的磷酸根、草酸根，亦有利於鐵的吸收。二是血紅素鐵，是與血紅蛋白、肌紅蛋白中卟啉結合的鐵。它以卟啉鐵形式直接被腸粘膜上皮細胞吸收。此類型鐵既不受植酸根等抑制因素影響，亦不受維生素C等促進因素影響，使胃粘膜分泌的內因子有促進其吸收作用。
總的看來植物性食物鐵的吸收率較低，多在10%以下，動物性食物吸收率較高，但牛奶為貧鐵食物，蛋類中由於存在卵黃高磷蛋白鐵吸收率亦較低。為了防止缺鐵的形成，日常膳食中應多搭配動物肝臟、動物全血、肉類、魚類。多食鐵強化食品，如強化鐵的食鹽、奶粉，中國預防醫學科學
九、鐵的主要食物來源
豐富來源：動物血、肝臟、雞胗、牛腎、大豆、黑木耳、芝麻醬、牛肉、羊肉、蛤蜊和牡蠣。
良好來源：瘦肉、紅糖、蛋黃、豬腎、羊腎、乾果（杏干、葡萄乾），啤酒酵母菌、海草、赤糖糊及麥。
一般來源：魚、穀物、菠菜、扁豆、豌豆、芥菜葉、蠶豆、瓜子（南瓜、西葫蘆等種子）
微量來源：奶製品、蔬菜各水果
此外用鑄鐵鍋煮番茄或其它酸性食物，也可增添鐵質，鍋會把有益於健康的鐵深入食物內。
看似很多食物中含有鐵，但中國仍有很多人嚴重缺乏鐵,主要集中在婦女、兒童和老人，每日科學補鐵，必不可少！
食物中的鐵
食物中的鐵有兩種形式：
非血紅素鐵。主要以三價鐵與蛋白質和有機酸結合成絡合物。這種形式的鐵必須與有機部分分開，並還原成二價鐵後才能被吸收。如果膳食中有較多的植酸或磷酸，將與鐵形成不溶性鐵鹽，而影響被吸收。抗壞血酸、半胱氨酸能將三價鐵還原成二價鐵，有利於鐵的吸收。
鐵(Fe)是體內血紅蛋白，肌紅蛋白和許多酶的成分。血紅素鐵，主要存在於動物性產品中，比非血紅素鐵吸收好得多，非血紅素鐵在平均飲食中占鐵的85%以上。但是，當它與動物性蛋白質和維生素一起攝入時可提高非血紅素鐵的吸收。
鐵需要量，鐵代謝和缺鐵性貧血在第127節紅細胞生成缺乏引起的貧血中討論。鐵過負性疾病在第127節討論。
缺乏 缺鐵能引起貧血是世界上最為常見的營養缺乏症。某些嬰兒，青春期少女和妊娠婦女因鐵攝入量不足引起缺鐵性貧血。任何人失血可產生缺鐵。所有缺鐵的人需要鐵補充。
中毒 過量的鐵是有毒的，可引起嘔吐，腹瀉和腸損害。當一個人給以鐵治療過量或時間太長，或反覆接受輸血，或有慢性酒精中毒，鐵即可在體內蓄積。鐵過負疾病(血色素沉著症)是一種可能致命但能治療的遺傳性疾病，該病吸收鐵太多；它波及100萬國人。
植物中的鐵
鐵是光合作用、生物固氮和呼吸作用中的細胞色素和非血紅素鐵蛋白的組成。鐵在這些代謝方面的氧化還原過程中都起著電子傳遞作用。由於葉綠體的某些葉綠素-蛋白複合體合成需要鐵，所以缺鐵時會出現葉片葉脈間缺綠。與缺鎂症状相反，缺鐵發生於嫩葉，因鐵不易從老葉轉移出來，缺鐵過甚或過久時，葉脈也缺綠，全葉白化，華北果樹的「黃葉病」就是植株缺鐵所致。
缺鐵徵兆
主婦症候群
國外有人做過調查，發現在25—50歲育齡婦女中，有40%—60%可有全身乏力，無精打采，早上不想起床而晚上又輾轉難眠，情緒易波動、鬱悶不樂，常突然不能自禁的流淚哭泣、記憶力減退、注意力不集中等症状。究其原因系缺鐵，但常常化驗無明顯貧血，僅血清鐵偏低。因多發生於家庭主婦，所以稱之為「主婦症候群」。補充鐵劑後，上述症状可顯著改善。
婦女冷感症
缺鐵的婦女體溫較正常婦女高13%，鞏膜發藍，因為鐵是合成膠原的一個重要輔助因子，所以當體內缺鐵後，阻斷了膠原的合成，而使膠原纖維構成的鞏膜變成十分薄弱，其下部的色素膜就會顯出藍色，因此，我們看到的白眼球偏藍色，也是缺鐵的表現。
異食癖
缺鐵還可以引起異食癖，即對正常飲食不感興趣，卻對粉筆、漿糊、泥土、石灰、布、紙、蠟燭等異物有癖好，吃得津津有味。現研究發現，異食癖者缺鐵、缺鋅明顯，補充鐵、鋅後可迅速好轉。缺鐵引起的異食癖形式多樣，最為多見的是嗜食冰，大冷天也喜食冰塊。
其他
有研究發現嬰兒缺鐵時常常不愛笑精神萎靡不振、平時不合群、不愛活動、愛哭鬧而且智商也顯著低於正常兒。
參看
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