又稱二環戊二烯合鐵。化學式(C5H5)2Fe。橙色晶型固體;有類似樟腦的氣味;熔點172.5~173℃,100℃以上昇華,沸點249℃;有抗磁性,偶極矩為零;不溶於水、10%氫氧化鈉和熱的濃鹽酸,溶於稀硝酸、濃硫酸、苯、乙醚、石油醚和四氫呋喃。二茂鐵在空氣中穩定,,具有強烈吸收紫外線的作用,對熱相當穩定,可耐470℃高溫加熱;在沸水、10%沸堿液和濃鹽酸沸液中既不溶解也不分解。
二茂鐵的結構為一個鐵原子處在兩個平行的環戊二烯的環之間。在固體狀態下,兩個茂環相互錯開成全錯構型(見圖),
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二茂鐵由鐵粉與環戊二烯在300℃的氮氣氛中加熱,或以無水氯化亞鐵與環戊二烯合鈉在四氫呋喃中作用而制得。二茂鐵可用作火箭燃料添加劑、汽油的抗爆劑和橡膠及矽樹脂的熟化劑,也可做紫外線吸收劑。二茂鐵的乙烯基衍生物能發生烯鍵聚合,得到碳鏈骨架的含金屬高聚物(見高分子化合物),可作航天飛船的外層塗料。