پنتا کربونیل آهن که همچنین به عنوان کربونیل آهن شناخته می شود، ترکیبی شیمیایی و از دسته کاتالیست های فلزی می باشد و در شرایط استاندارد به شکل مایعی نارنجی رنگ با بوی تندی است.از نمونه های قدیمی تر به نظر می رسد این ترکیب یک پیش ماده مشترک برای ترکیبات مختلف آهن است، از جمله بسیاری از آنها که در سنتز آلی در مقیاس کوچک مفید هستند.
کربونیل آهن یک کربونیل فلزی همولپتیک است، که مونوکسید کربن تنها لیگاندی است که با یک فلز ترکیب شده است.بیشتر کربونیل های فلزی دارای 18 الکترون ظرفیت هستند و این ماده توسط این 8 الکترون در Fe و پنج جفت الکترون که توسط لیگاندهای CO فراهم می شود، متناسب با این الگو است. با بازتاب ساختار متقارن و خنثی بودن بار پنتاکربونیل آهن، یک ماده فرار است و یکی از کمپلکس های فلزات مایع است که اغلب با آن روبرو می شوید.
پنتا کربونیل آهن در اثر واکنش ذرات ریز آهن با مونوکسید کربن تولید می شود. این ترکیب در مجله ای توسط Mond و Langer در سال 1891 به عنوان "یک مایع تا حدی چسبناک با رنگ زرد کمرنگ" توصیف شد. نمونه ها با تصفیه پودر آهن ریز تقسیم شده، بدون اکسید و مونوکسید کربن در دمای اتاق تهیه شدند.
بر اساس مقاله ای که در سال 2015 میلادی منتشر شده است، نمودار فازی پنتاکربونیل آهن، متشکل از سه چند شکلی مولکولی (فاز I، II و III) و یک فاز پلیمری توسعه یافته را می باشد که می تواند در شرایط محیط بازیابی شود.نمودار فاز نشان دهنده ثبات محدود در مناطق خاصی از دما و فشار نشان می دهد که در زیر نقطه سه گانه پلیمر فاز II - مایع در فشار 4.2 GPa و دمای 580 درجه کلوین تشکیل شده است.
ثبات محدود، به نوبه خود، نشان دهنده تضعیف ناشی از دما است. پیوندهای برگشتی Fe-CO، در نهایت منجر به تفکیک Fe-CO در آغاز پلیمریزاسیون CO می شود. بنابراین، این نتایج سنتز پلیمر اکسیژن کربن را با فشرده سازی پنتا کربونیل آهن نشان می دهد، که طرفدار یک مسیر مصنوعی جدید برای تولید مواد مرکب اتمی با فشرده سازی ترکیبات آلی فلزی است.