کاربرد آهن از بین تمام مواد مورد استفاده در جهان امروز، آهن یکی از رایج ترین آنهاست. این عنصر که بیست و ششمین عنصر جدول تناوبی است، در داخل فلزات واسطه قرار دارد که به آن خواص ویژه ای برای کاربردهای ساختاری و مکانیکی می دهد. ردیابی خاستگاه آن در خاورمیانه - که بیشتر تصور می شود در آناتولی در ترکیه امروزی است - استفاده گسترده از آهن در دوران میانه برنز آغاز شد. استفاده از آن در ابزار و تسلیحات تا سال 1200 قبل از میلاد در زمان ذوب ظاهر نشد، فرآیند استخراج فلز از سنگ معدن آن با حرارت دادن و ذوب آن، آن را به یک ماده قابل کنترل تبدیل کرد. بدین ترتیب عصر آهن آغاز شد. هزاران سال بعد، اهمیت آهن در طول انقلاب صنعتی به شدت افزایش یافت. هزینه کم، استحکام و سهولت تولید انبوه آن را به انتخابی ایده آل برای حمل و نقل، معدن و ساخت و ساز تبدیل کرده است. پس از انقلاب صنعتی و در طول جنگ جهانی دوم، آهن توسط هزاران تن برای کشتی ها تولید انبوه شد. خواص شیمیایی آهن آهن (نماد اتمی: Fe؛ پیکربندی الکترون متراکم: [Ar]4s23d6 و پیکربندی جعبه الکترونی ) رفتار فلزی معمولی را نشان می‌دهد. آهن فله ظاهر خاکستری نقره ای براق دارد و رسانایی حرارتی و الکتریکی بالایی دارد. آهن دارای چهار ایزوتوپ طبیعی است که 56Fe فراوان ترین و رایج ترین آنها در جهان است. این عنصر چهارمین عنصر فراوان روی زمین با توزیع 4.7 درصد جرم در مقایسه با 18 عنصر رایج است. رایج ترین حالت اکسیداسیون برای آهن 2+ و 3+ است که با عوامل اکسید کننده واکنش نشان می دهند. آهن در مقایسه با سایر فلزات واسطه دارای شعاع اتمی کوچکتر 126pm است. انرژی های یونیزاسیون آن (IE) از 7.87eV/اتم در IE اول، 16.87eV/اتم در دومی تا 30.65eV/اتم در سومین متغیر است. چگالی آن 7.86 گرم بر سانتی متر مکعب، دمای ذوب 1530 درجه سانتی گراد و ظرفیت گرمایی ویژه 0.45 ژول بر گرم در سانتی گراد است. از 4.67-4.81eV، آهن دارای عملکرد متوسط تا زیاد است، که انرژی مورد نیاز برای حذف یک الکترون از باند ظرفیت است. فرومغناطیس مشخصه فلزات واسطه، آهن دارای الکترون های جفت نشده در مدار سه بعدی خود است. بنابراین، خاصیت مغناطیسی به نام فرومغناطیس از خود نشان می دهد. بالاتر از یک دمای معین، که به عنوان دمای کوری شناخته می شود (TC = 770 درجه سانتی گراد )، آهن فرومغناطیسی به پارامغناطیس تبدیل می شود. در غیاب میدان مغناطیسی، دامنه ها در آهن به طور تصادفی جهت گیری می شوند و بنابراین ماده دارای مغناطش خالص صفر است. آهن دارای خاصیت مغناطیسی دائمی زیاد و حساسیت مغناطیسی مثبت بزرگ حتی در غیاب میدان اعمالی است. هنگامی که میدانی روی آهن اعمال می شود، دامنه ها موازی با میدان مغناطیسی اعمال شده قرار می گیرند. دامنه هایی که موازی یا تقریباً موازی هستند مجاز به رشد در جهت میدان اعمال شده هستند. برای آهن کریستالی، الکترون‌ها در مدار 3 بعدی اسپین‌های خود را موازی می‌کنند و توابع موج متفاوتی را اشغال می‌کنند. انرژی پتانسیل کریستال کلی به دلیل برهمکنش انرژی مبادله ای کاهش می یابد که مصالحه ای بین اصل طرد پائولی و انرژی برهمکنش الکترواستاتیکی است. این انرژی پتانسیل پایین‌تر از نظر انرژی مطلوب‌تر است و بنابراین اکثر الکترون‌های سه بعدی به‌طور خود به خود اسپین‌های خود را موازی یکدیگر می‌کنند.
کاربرد آهن از بین تمام مواد مورد استفاده در جهان امروز، آهن یکی از رایج ترین آنهاست. این عنصر که بیست و ششمین عنصر جدول تناوبی است، در داخل فلزات واسطه قرار دارد که به آن خواص ویژه ای برای کاربردهای ساختاری و مکانیکی می دهد. ردیابی خاستگاه آن در خاورمیانه - که بیشتر تصور می شود در آناتولی در ترکیه امروزی است - استفاده گسترده از آهن در دوران میانه برنز آغاز شد. استفاده از آن در ابزار و تسلیحات تا سال 1200 قبل از میلاد در زمان ذوب ظاهر نشد، فرآیند استخراج فلز از سنگ معدن آن با حرارت دادن و ذوب آن، آن را به یک ماده قابل کنترل تبدیل کرد. بدین ترتیب عصر آهن آغاز شد. هزاران سال بعد، اهمیت آهن در طول انقلاب صنعتی به شدت افزایش یافت. هزینه کم، استحکام و سهولت تولید انبوه آن را به انتخابی ایده آل برای حمل و نقل، معدن و ساخت و ساز تبدیل کرده است. پس از انقلاب صنعتی و در طول جنگ جهانی دوم، آهن توسط هزاران تن برای کشتی ها تولید انبوه شد. خواص شیمیایی آهن آهن (نماد اتمی: Fe؛ پیکربندی الکترون متراکم: [Ar]4s23d6 و پیکربندی جعبه الکترونی ) رفتار فلزی معمولی را نشان می‌دهد. آهن فله ظاهر خاکستری نقره ای براق دارد و رسانایی حرارتی و الکتریکی بالایی دارد. آهن دارای چهار ایزوتوپ طبیعی است که 56Fe فراوان ترین و رایج ترین آنها در جهان است. این عنصر چهارمین عنصر فراوان روی زمین با توزیع 4.7 درصد جرم در مقایسه با 18 عنصر رایج است. رایج ترین حالت اکسیداسیون برای آهن 2+ و 3+ است که با عوامل اکسید کننده واکنش نشان می دهند. آهن در مقایسه با سایر فلزات واسطه دارای شعاع اتمی کوچکتر 126pm است. انرژی های یونیزاسیون آن (IE) از 7.87eV/اتم در IE اول، 16.87eV/اتم در دومی تا 30.65eV/اتم در سومین متغیر است. چگالی آن 7.86 گرم بر سانتی متر مکعب، دمای ذوب 1530 درجه سانتی گراد و ظرفیت گرمایی ویژه 0.45 ژول بر گرم در سانتی گراد است. از 4.67-4.81eV، آهن دارای عملکرد متوسط تا زیاد است، که انرژی مورد نیاز برای حذف یک الکترون از باند ظرفیت است. فرومغناطیس مشخصه فلزات واسطه، آهن دارای الکترون های جفت نشده در مدار سه بعدی خود است. بنابراین، خاصیت مغناطیسی به نام فرومغناطیس از خود نشان می دهد. بالاتر از یک دمای معین، که به عنوان دمای کوری شناخته می شود (TC = 770 درجه سانتی گراد )، آهن فرومغناطیسی به پارامغناطیس تبدیل می شود. در غیاب میدان مغناطیسی، دامنه ها در آهن به طور تصادفی جهت گیری می شوند و بنابراین ماده دارای مغناطش خالص صفر است. آهن دارای خاصیت مغناطیسی دائمی زیاد و حساسیت مغناطیسی مثبت بزرگ حتی در غیاب میدان اعمالی است. هنگامی که میدانی روی آهن اعمال می شود، دامنه ها موازی با میدان مغناطیسی اعمال شده قرار می گیرند. دامنه هایی که موازی یا تقریباً موازی هستند مجاز به رشد در جهت میدان اعمال شده هستند. برای آهن کریستالی، الکترون‌ها در مدار 3 بعدی اسپین‌های خود را موازی می‌کنند و توابع موج متفاوتی را اشغال می‌کنند. انرژی پتانسیل کریستال کلی به دلیل برهمکنش انرژی مبادله ای کاهش می یابد که مصالحه ای بین اصل طرد پائولی و انرژی برهمکنش الکترواستاتیکی است. این انرژی پتانسیل پایین‌تر از نظر انرژی مطلوب‌تر است و بنابراین اکثر الکترون‌های سه بعدی به‌طور خود به خود اسپین‌های خود را موازی یکدیگر می‌کنند.
