1. Місце народження [ правити | правити код ]
2. Біологічна роль і фізіологічна дія [ правити | правити код ]

Наше деловое партнерство www.banwar.org

осмій ← реній | іридій → Сріблясто-білий блискучий твердий метал з блакитним відтінком

Кристали осмію чистотою 99,99%, вирощені методом хімічного транспорту

Назва, символ, номер

Осмій / Osmium (Os), 76 атомна маса
( молярна маса ) 190,23 (3) [2] а. е. м. ( г / моль ) Електронна конфігурація [Xe] 4f14 5d6 6s2 радіус атома 135 пм ковалентний радіус 126 пм радіус іона (+ 6e) 69 (+ 4e) 88 пм електронегативність 2,2 (шкала Полінга) електродний потенціал +0,850 ступені окислення 8, 6, 4, 3, 2, 0, -2 енергія іонізації
(Перший електрон) 819,8 (8,50) кДж / моль ( еВ ) щільність (при н. у. ) 22,587 / 22,61 [3] [4] г / см³ Температура плавлення 3306 K (3033 ° C) [4] Температура кипіння 5285 K (5012 ° C) [4] Уд. теплота плавлення 31,7 кДж / моль Уд. теплота випаровування 738 кДж / моль Питома теплоємність 24,7 [5] Дж / (K моль) молярний об'єм 8,43 см ³ / моль Структура ґратки гексагональна параметри решітки a = 2,734 c = 4,317 [6] Ставлення c / a 1,579 теплопровідність (300 K) (87,6) Вт / (м · К) номер CAS 7440-04-2

осмій ( лат. Osmium) - хімічний елемент з атомним номером 76 в Періодичної системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва , Позначається символом Os. при стандартних умовах являє собою блискучий сріблясто-білий з блакитним відливом метал . перехідний метал , відноситься до платиновим металів . Поряд з иридием володіє найбільшою щільністю серед всіх простих речовин. Згідно з теоретичними розрахунками, його щільність навіть вище, ніж у іридію [7] .

Назва осмію походить від грец. ὀσμή «запах», так як хімічні реакції розчинення лужного металу осмірідія (нерозчинного залишку платини в царській горілці) у воді або кислоті супроводжуються виділенням неприємного, стійкого запаху Тетраоксид осмію OsO4, дратівної горло, схожого на запах хлору або гнилої редьки [8] .

Осмій відкритий в 1803 році англійським хіміком Смітсоном Теннантом в співпраці з Вільямом Х. Уолластон [9] в осаді, що залишається після розчинення платини в царській горілці . Подібні дослідження проводилися французькими хіміками Колле-Дескоті , Антуаном де Фуркруа і Вокленом , Які теж прийшли до висновку про зміст невідомого елемента в нерозчинному залишку платинової руди. Гіпотетичному елементу було присвоєно ім'я птен ( грец. πτηνός - крилатий), проте досліди Теннанта продемонстрували, що це суміш двох елементів - іридію і осмію.

Відкриття нових елементів було задокументовано в листі Теннанта Лондонському королівському суспільству від 21 червня 1804 року [9] [10] . Потім Менделєєв технічно переписав його в таблицю.

Осмій - сіро-блакитний, твердий, але крихкий метал з дуже високою питомою масою , Який зберігає свій блиск навіть при високих температурах. В силу своєї твердості, крихкості, низького тиску парів (найнижчого серед всіх платинових металів ), А також дуже високою температури плавлення , Осмій насилу піддається механічній обробці. Осмій вважається самим щільним з усіх простих речовин, трохи перевершуючи за цим параметром іридій [11] . Найбільш достовірні значення щільності для цих металів можуть бути розраховані за параметрами їх кристалічних решіток : 22,562 ± 0,009 г / см³ для іридію і 22,587 ± 0,009 г / см³ для осмію [3] . За новітніми даними, щільність осмію ще вище - вона становить 22,61 г / см3 [4] . При порівнянні різних ізотопів цих елементів наіплотнейшім виявляється 192Os. Надзвичайно висока щільність осмію пояснюється лантаноїдне стиснення [3] , А також гексагональної плотноупакованной кристалічною решіткою .

Осмій плавиться при 3306 K (3033 ° C) [4] , Кипить при 5285 K (5012 ° C) [4] . Температура переходу в надпровідний стан - 0,66 К; твердість по Вікерсом - 3-4 ГПа, по шкалою Мооса - 7 [12] ; модуль нормальної пружності - 56,7 ГПа; модуль зсуву - 22 ГПа [5] . осмій - парамагнетик (Магнітна сприйнятливість - 9,9⋅10-6 [5] ).

При тисках близько 770 ГПа в металевому осмії починають взаємодіяти електрони на внутрішніх орбиталях, але при цьому структура матеріалу не змінюється [13] [14] .

Порошок осмію при нагріванні реагує з киснем, галогенами, парами сірки, селеном, телуром, фосфором, азотної та сірчаної кислотами. Компактний осмій не взаємодіє ні з кислотами, ні з лугами, але з розплавами лугів утворює водорозчинні осмати. Повільно реагує з азотною кислотою і царської горілкою , Реагує з розплавленими лугами в присутності окислювачів (нітрату або хлората калію), з розплавленої перекисом натрію . У з'єднаннях проявляє ступені окислення від -2 до +8, з яких найпоширенішими є +2, +3, +4 і +8 [15] .

Осмій - один з небагатьох металів, що утворюють поліядерних (або кластерні ) З'єднання. Поліядерними карбоніл осмію Os3 (CO) 12 використовується для моделювання і дослідження хімічних реакцій вуглеводнів на металевих центрах [16] [17] [18] . карбонільні групи в Os3 (CO) 12 можуть заміщатися на інші ліганди [19] , В тому числі і містять кластерні ядра інших перехідних металів [20] .

Зміст осмію в земній корі приблизно становить 5 · 10-6% по масі [21] .

В самородном стані осмій зустрічається у вигляді твердих розчинів з іридію, що містять від 10 до 50% осмію. Осмій зустрічається в поліметалічних рудах , Що містять також платину і паладій (Сульфідні мідно-нікелеві та мідно-молібденові руди), в мінералах платини і відходах від переробки золотовмісних руд [21] . Основні мінерали осмію - відносяться до класу твердих розчинів природні сплави осмію і іридію ( невьянськит і сисертськит ) [21] . Невьянськит утворює щільні (ρ = 17000-22000 кг / м3) білі або світло-сірі пластинчасті кристали гексагональної сингонії з твердістю 6-7 балів по шкалою Мооса [21] . Зміст осмію в Невьянских може досягати 21-49,3% [21] .

Сисертськит часто зустрічається разом з невьянскітом. Він являє собою сірі кристали гексагональної структури з твердістю 6 балів за Моосу і щільністю 17800-22500 кг / м3 [21] . Крім осмію та іридію, до складу цього мінералу іноді може входити рутеній [21] .

Іноді ці мінерали зустрічаються самостійно, частіше ж осмістий іридій входить до складу самородної платини.

Місце народження [ правити | правити код ]

Основні родовища осмистого іридію зосереджені в Росії ( Сибір , Урал ), США ( Аляска , Каліфорнія ), Колумбії , Канаді , країнах Південної Африки , Тасманії , Австралії . Казахстан є єдиним експортером чистого осмію [ Джерело не вказано 40 днів ].

Найбільшими запасами володіють родовища Бушвельдского комплексу в Південно-Африканській Республіці [22] .

Осмій зустрічається також у вигляді сполук з сірої і миш'яком ( ерліхманіт , осмієва ЛАУРИТ , осарсітт ). Зміст осмію в рудах, як правило, не перевищує 1⋅10-5.

Разом з іншими благородними металами зустрічається в складі залізних метеоритів .

Відомі ізотопи осмію з масовими числами від 161 до 197 (кількість протонів 76, нейтронів від 85 до 121), і 9 ядерних ізомерів . У природі осмій зустрічається у вигляді семи ізотопів, 6 з яких стабільні: 184Os ( ізотопна поширеність 0,018%), 187Os (1,64%), 188Os (13,3%), 189Os (16,1%), 190Os (26,4%) і 192Os (41,1%) [5] . Ще один ізотоп (186Os, ізотопна поширеність 1,59%) має величезний період напіврозпаду , (2,0 ± 1,1) ⋅1015 років, що багато більше віку Всесвіту .

Ізотоп осмій-187 є результатом розпаду ізотопу ренію 187Re з періодом напіврозпаду 4,56⋅1010 років. Співвідношення ізотопного складу 187Os / 188Os і 187Re / 188Os дозволяють визначати вік гірських порід і метеоритів ( реній-осмієва метод ). Також відомий іридієво-осмієва метод радіоізотопного датування, що застосовувався для аналізу кварцев з прикордонного шару, що розділяє крейдяний і третинний періоди .

поділ ізотопів осмію являє собою досить складну задачу. Саме тому деякі ізотопи досить дороги. Перший і єдиний експортер чистого осмію-187 - Казахстан , З січня 2004 року офіційно пропонує ця речовина за ціною 10 000 доларів за 1 грам [23] . Широкого практичного застосування осмій-187 не має. За деякими даними, метою операцій з цим ізотопом було «відмивання» нелегальних капіталів [24] [25] .

Осмій виділяють з збагаченого сировини платинових металів шляхом прожарювання цього концентрату на повітрі при температурах 800-900 ° C. При цьому кількісно сублимируют пари досить летючого тетраоксид осмію OsO4, які далі поглинають розчином NaOH .

Упариванием розчину виділяють сіль - перосмат натрію , Який далі відновлюють воднем при +120 ° C до осмію:

N a 2 [O s O 2 (O H) 4] + 3 H 2 → 2 N a O H + O s + 4 H 2 O. {\ Displaystyle {\ mathsf {Na_ {2} [OsO_ {2} (OH) _ {4}] + 3H_ {2} \ rightarrow 2NaOH + Os + 4H_ {2} O}}.}

Осмій при цьому виходить у вигляді губки.

Біологічна роль і фізіологічна дія [ правити | правити код ]

Не грає біологічної ролі [27] . тетраоксид осмію OsO4 надзвичайно токсичний.

1. ↑ 1 2 Wieser ME , Coplen TB Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry - International Union of Pure and Applied Chemistry , 2010. - Vol. 83, Iss. 2. - P. 359-396. - ISSN 0033-4545 ; 1365-3075 ; 0074-3925 - doi: 10.1351 / PAC-REP-10-09-14
2. ↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 року (IUPAC Technical Report) (Англ.) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Vol. 85, no. 5. - P. 1047-1078. - DOI : 10.1351 / PAC-REP-13-03-02 .
3. ↑ 1 2 3 Arblaster, JW Osmium, the Densest Metal Known (Англ.) // Platinum Metals Review (Англ.): Journal. - 1995. - Vol. 39, no. 4. - P. 164.
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Osmium: physical properties (Англ.). WebElements. Дата звернення 17 серпня 2013.
5. ↑ 1 2 3 4 Орлов А. М. осмій // Хімічна енциклопедія: у 5 т / Редкол .: Кнунянц І. Л. (гл. Ред.). - М.: Радянська енциклопедія, 1992. - Т. 3. - С. 416. - ISBN 5-85270-039-8.
6. ↑ Osmium: crystal structure (Англ.). WebElements. Дата звернення 17 серпня 2013.
7. ↑ The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals (1979), 64 (1), стор. 7-9.
8. ↑ Хімічний факультет МГУ
9. ↑ 1 2 Hunt, LB A History of Iridium (Англ.) // Platinum Metals Review (Англ.): Journal. - 1987. - Vol. 31, no. 1. - P. 32-41.
10. ↑ Tennant, S. On Two Metals, Found in the Black Powder Remaining after the Solution of Platina (англ.) // Philosophical Transactions of the Royal Society of London : Journal. - 1804. - Vol. 94. - P. 411-418. - DOI : 10.1098 / rstl.1804.0018 .
11. ↑ Arblaster, JW Densities of osmium and iridium: recalculations based upon a review of the latest crystallographic data (Англ.) // Platinum Metals Review (Англ.): Journal. - 1989. - Vol. 33, no. 1. - P. 14-16.
12. ↑ осмій (неопр.). Популярна бібліотека хімічних елементів. Дата звернення 17 серпня 2013. Читальний зал 19 серпня 2013 року.
13. ↑ L. Dubrovinsky, N. Dubrovinskaia, E. Bykova, M. Bykov, V. Prakapenka. The most incompressible metal osmium at static pressures above 750 gigapascals (Англ.) // Nature. - 2015-09-10. - Vol. 525, iss. 7568. - P. 226-229. - ISSN 0028-0836 . - DOI : 10.1038 / nature14681 .
14. ↑ Ексклюзив. Сила і контроль: при стисканні осмію до 7 млн ​​атмосфер виявлено взаємодію між внутрішніми електронами атомів (неопр.). geektimes.ru. Дата звернення 26 січня 2016.
15. ↑ Barnard, CFJ Oxidation States of Ruthenium and Osmium (англ.) // Platinum Metals Review (Англ.): Journal. - 2004. - Vol. 48. - P. 157. - DOI : 10.1595 / 147106704X10801 .
16. ↑ Krause, J. Preparation of [Os3 (CO) 11] 2 and its reactions with Os3 (CO) 12; structures of [Et4N] [HOs3 (CO) 11] and H2OsS4 (CO) (англ.) // Journal of Organometallic Chemistry (Англ.): Journal. - 1993. - Vol. 454. - P. 263-271. - DOI : 10.1016 / 0022-328X (93) 83250-Y .
17. ↑ Carter, Willie J .; Kelland, John W .; Okrasinski, Stanley J .; Warner, Keith E .; Norton, Jack R. Mononuclear hydrido alkyl carbonyl complexes of osmium and their polynuclear derivatives (англ.) // Inorganic Chemistry: journal. - 1982. - Vol. 21. - P. 3955-3960. - DOI : 10.1021 / ic00141a019 .
18. ↑ Calvert, RB; Shapley, JR «Activation of Hydrocarbons by Unsaturated Metal Cluster Complexes. 6. Synthesis and Characterization of Methyldecacarbonylhydridotriosmium, Methylenedecacarbonyldihydridotriosmium, and Methylidynenonacarbonyltrihydridotriosmium. Interconversion of Cluster-Bound Methyl and Methylene Ligands »Journal of the American Chemical Society 1977, volume 99, 5225-6. DOI : 10.1021 / ja00457a077
19. ↑ Tunik SP Reviews: The chemistry of carbonyl clusters of transition metals containing labile and hemilabile ligands . Synthesis, reactivity, and prospects for application (англ.) // Russian Chemical Bulletin, International Edition: journal. - 2004. - Vol. 53, No. 12. - P. 2657-2669.
20. ↑ Osipov MV, Nikolskyi AB Synthesis and spectroscopic characterization of the heteronuclear diphosphine linked cluster Os3 (CO) 11 (Ph2PCH2PPh2) Rh6 (CO) 15 (англ.) // Journal of Organometallic Chemistry (Англ.): Journal. - 1992. - 10 April (vol. 426, Issue 1). - P. 105-107. - DOI : 10.1016 / 0022-328X (92) 83165-E .
21. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Ріпа Р., Четяну І. Неорганическая хімія. Хімія металів. - М.: Мир, 1972. - Т. 2. - С. 629-630. - 871 с.
22. ↑ Seymour, RJ Platinum-group metals // Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. - Wiley, 2001. - DOI : 10.1002 / 0471238961.1612012019052513.a01.pub2 .
23. ↑ Юлія Золина. Казахстан офіційно виставив на продаж осмій-187. Найдорожчий метал в світі (неопр.). ЦентрАзія (22 січня 2004). Дата звернення 17 серпня 2013. Читальний зал 19 серпня 2013 року.
24. ↑ «Філософський» осмій-187. Ядерна контрабанда з Казахстану - це блеф? (неопр.). NuclearNo.ru (19 вересня 2003). - «Осмий-187 нібито казахстанського походження знову розбурхує запалені уми росіян. Днями в Москві судитимуть нелегальних збувальників скандально відомого ізотопу. Основний фігурант у цій справі - Володимир Солгалов, який, як стверджується, на початку цього року отримав саме з Казахстану дві ампули. У них знаходилося близько 5 грамів платиноїдів ». Дата звернення 17 серпня 2013. Читальний зал 19 серпня 2013 року.
25. ↑ В. І. Петрик: штрихи до портрета (неопр.). humanism.al.ru. Дата звернення 17 серпня 2013. Читальний зал 19 серпня 2013 року.
26. ↑ Осмій - Los Alamos National Security
27. ↑ Osmium: biological information