二茂鐵是對(duì)空氣穩(wěn)定的橙黃色固體，在真空和加熱時(shí)迅速升華。和其他對(duì)稱且不含電荷的物質(zhì)類似，二茂鐵可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，如苯，但不溶于水。

二茂鐵在100°C時(shí)顯著升華。

桔黃色針狀結(jié)晶。熔點(diǎn)172.5-173℃，100℃以上升華，沸點(diǎn)249℃。溶于稀硝酸、濃硫酸、苯、乙醚、石油醚和四氫呋喃，在稀硝酸和濃硫酸中生成帶藍(lán)色熒光的深紅色溶液。不溶于水、10%氫氧化鈉和熱的濃鹽酸，這些溶劑的沸液中，二茂鐵既不溶解也不分解，能隨水蒸氣揮發(fā)，有類似樟腦的氣味，在空氣中穩(wěn)定，具有強(qiáng)烈吸收紫外線的作用，對(duì)熱相當(dāng)穩(wěn)定，可耐470℃高溫加熱。

二茂鐵不適于催化加氫，也不作為雙烯體發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)，但它可發(fā)生傅-克?；巴榛磻?yīng)。

親電反應(yīng)

二茂鐵具有芳香化合物的顯著特征，可與親電試劑反應(yīng)生成二茂鐵的取代衍生物。大多數(shù)取代的類型是1-取代物、1,1'-二取代物及1,2-二取代物（帶“'”表示在A環(huán)上，不帶則表示在B環(huán)上）。例如二茂鐵與三氯化鋁和 Me2NPCl2 在熱庚烷中反應(yīng)生成二氯二茂鐵膦（Dichloroferrocenyl phosphine），當(dāng)與苯基二氯化膦在類似條件下反應(yīng)得到 P,P-二氯雙（二茂鐵）-P-苯基膦。與苯甲醚類似，二茂鐵與 P4S10 反應(yīng)生成 Dithiadiphosphetane disulfide。二茂鐵不可以直接硝化和鹵化，因?yàn)闀?huì)先發(fā)生氧化反應(yīng)。

二茂鐵可發(fā)生傅-克反應(yīng)，譬如在磷酸作催化劑時(shí)，二茂鐵與乙酸酐或乙酰氯反應(yīng)生成乙?；F。雖然一方面二茂鐵許多反應(yīng)類似于芳香烴的相應(yīng)反應(yīng)，但另一方面有些反應(yīng)明顯是鐵原子在起主要作用。

鋰化反應(yīng)

用丁基鋰可以很快奪取二茂鐵中的質(zhì)子，產(chǎn)物為1,1'-二鋰代二茂鐵，是很強(qiáng)的親核試劑。它與二乙基二硫代氨基甲酸硒反應(yīng)，生成的產(chǎn)物具有位阻，兩個(gè)環(huán)戊二烯基配體靠硒原子連接。該產(chǎn)物可通過加熱開環(huán)聚合反應(yīng)（ROP）生成聚硒化二茂鐵（Poly(ferrocenyl selenide)），硅和磷的類似反應(yīng)也可合成相應(yīng)的聚合物（Poly(ferrocenylsilane) 和 Poly(ferrocenylphosphine)）。

還原反應(yīng)

二茂鐵在酸性溶液很容易被氧化為藍(lán)色順磁性的二茂鐵鎓離子 [(η5-C5H5)2FeIII]+，其電勢(shì)以飽和甘汞電極為標(biāo)準(zhǔn)大約為0.5V。由于產(chǎn)物二茂鐵反應(yīng)性不強(qiáng)且易于分離，該離子有時(shí)被用作氧化劑，以六氟磷酸鹽 [PF6]? 或氟硼酸鹽[BF4]? 的形式存在。環(huán)上不同的取代基會(huì)使該電勢(shì)值產(chǎn)生變化：吸電子基（如羧基）使得電極電勢(shì)值上升；而給電子基（如甲基）則使得該值下降，氧化變得容易。全甲基取代二茂鐵被氧化后生成的鹽 [Fe(η5-C5Me5)2][tcne] （tcne=四氰乙烯）具有不尋常的磁性性質(zhì)，為深綠色晶體，含有陽離子與陰離子交替出現(xiàn)的長(zhǎng)鏈。

二茂釕和鋨的類似陽離子 [MIII(η5-C5H5)2]+ 卻是不穩(wěn)定的，容易進(jìn)一步氧化為 [MIV(η-C5H5)2]2+ 陽離子或二聚成為 [(η5-C5H5)2MIII-MIII(η5-C5H5)2]2+。

穩(wěn)定性

1.避免與氧化劑接觸。

2.該試劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，400C以內(nèi)不分解，高于400C加熱分解釋放出辛辣的具刺激性的煙霧。對(duì)空氣和濕氣不敏感，不易與酸或堿反應(yīng)，但對(duì)氧化劑較敏感。此外，應(yīng)避免吸入或與皮膚接觸，長(zhǎng)時(shí)間暴露于其中可引起肝部損傷。