Осмій

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Картка

Осмій (Os, від Шаблон:Lang-gr — запах) — хімічний елемент з атомним номером 76. Твердий, крихкий, синьо-білий перехідний метал у платиновій групі.

Загальна характеристика

Осмій — хімічний елемент. Символ Os, ат. н. 76; ат. м. 190,2. Твердий синювато-сірий метал. Належить до платинових металів. Дуже твердий і крихкий. Густина 22,61; tплав 3027 °C, tкип 5,027 °C. Поширеність (г/т) у земній корі 0,007, в перидотитах — 0,15, в еклогітах 0,16, у формаціях дунітів-перидотитів 0,013; піроксенітів 0,007. Часто супроводжує платину. Знаходиться в природі у вигляді самородного осмію, у формі селективних мінералів, а також як домішка у мінералах платинової групи. Порошкуватий осмій легко окиснюється на повітрі.

Історія

Осмій, найважчий гомолог 8 групи Періодичної Системи. Відкритий 1804 року англійським хіміком Смітсоном Теннантом (англ. Smithson Tennant) разом з іридієм в осаді, що залишився після розчинення платини царською водою.

Походження назви

Назва осмію походить від запаху редьки (Шаблон:Lang-gr), який чути при наявності незначної кількості його леткого тетроксиду.

Поширення і отримання

Знаходиться в природі у вигляді самородного осмію, у формі селективних мінералів: осміриду, нев'янськіту і сисертськіту (усі Os+Ir), осарситу (Os,Ru)AsS , ерліхманіту (OsS2), а також як домішка у мінералах платинової групи[1][2]. Осмій відокремлюють від супутніх елементів (залежно від початкової сировини), переводять у форму тетроксиду і потім в амонієвий комплекс хлоридом амонію, з якого відновлюють воднем:

<math>\mathrm{OsO_2(NH_3)_4Cl_2 + 3\ H_2 \longrightarrow}</math> <math>\mathrm{Os + 4\ NH_4^+ + 2\ Cl^- + 2\ OH^-}</math>

Добувається в малих кількостях — світове виробництво становить близько 100 кг на рік.

Отримання

Осмій виділяють зі збагаченої сировини платинових металів шляхом прожарювання цього концентрату на повітрі за температури 800—900 °C. Внаслідок цього сублімують пари досить леткого тетраоксиду осмію OsO4, які далі поглинають розчином NaOH.

Випарюванням розчину виділяють сіль — перосмат натрію, який далі відновлюють воднем за температури 120 °C до осмію:

Na2[OsO2(OH)4] + 3H2 → 2NaOH + Os + 4H2O.

Осмій виходить у вигляді губки.

Фізичні властивості

Висока твердість і виняткова тугоплавкість дозволяє застосовувати осмій як покриття у вузлах тертя. Осмій має найбільшу з природних речовин густину — 22.587±0.009, що на дві сотих більше іридію. Здатність осмію опиратися тиску теж є надзвичайно високою — його модуль всебічного стиску становить 405 ГПа, що можна порівняти з показниками діаманта (443 ГПа).[3] Осмій має четверту вищу температуру плавлення (3327 K) серед простих речовин (після карбону, вольфраму і ренію).

Хімічні властивості

Степені окислення осмію
−2 Na2[Os(CO)4]
−1 Na2[Os4(CO)13]
0 Os3(CO)12
+1 OsI
+2 OsI2
+3 OsBr3
+4 OsO2, OsCl4
+5 OsF5
+6 OsF6
+7 OsOF5, OsF7
+8 OsO4, Os(NCH3)4

Порошок осмію під час нагрівання реагує з киснем, галогенами, парами сірки, селеном, телуром, фосфором, азотної та сірчаної кислот. Компактний осмій не взаємодіє ні з кислотами, ні з лугами, але з розплавами лугів утворює водорозчинні осмати. Повільно реагує з азотною кислотою і царською водою, реагує з розплавленими лугами за наявності окислювачів (нітрату або хлорату калію), з розплавленим перекисом натрію. У сполуках виявляє ступені окислення від −2 до +8, з яких найпоширенішими є +2, +3, +4 і +8[4].

Осмій — один з небагатьох металів, що утворює поліядерні (або кластерні) сполуки. Поліядерний карбоніл осмію Os3(CO)12 застосовується для моделювання і дослідження хімічних реакцій вуглеводнів на металевих центрах[5][6][7]. Карбонільні групи в Os3(CO)12 можуть заміщатися іншими лігандами[8], зокрема містити кластерні ядра інших перехідних металів[9].

Застосування

Застосовують у сплавах з іридієм для виготовлення деталей вимірювальних приладів. Окремо застосовується як легуюча домішка до надтвердих сплавів. Осмій та його сполуки — добрі каталізатори.

Біологічна роль

Див. також

Примітки

  1. Геохімічна характеристика осмію в різних природних середовищах
  2. Осарсит
  3. Bulk modulus of osmium, 4–300 K
  4. Ошибка Lua: не удаётся создать процесс: proc_open(/var/log/nginx/wikiinfo_lua.error.log): failed to open stream: Permission denied
  5. Ошибка Lua: не удаётся создать процесс: proc_open(/var/log/nginx/wikiinfo_lua.error.log): failed to open stream: Permission denied
  6. Ошибка Lua: не удаётся создать процесс: proc_open(/var/log/nginx/wikiinfo_lua.error.log): failed to open stream: Permission denied
  7. Calvert, R. B.; Shapley, J. R. «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|
  8. Ошибка Lua: не удаётся создать процесс: proc_open(/var/log/nginx/wikiinfo_lua.error.log): failed to open stream: Permission denied
  9. Ошибка Lua: не удаётся создать процесс: proc_open(/var/log/nginx/wikiinfo_lua.error.log): failed to open stream: Permission denied

Література

  • Категорія:МГЕ
  • Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк: Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0

Категорія:Хімічні елементи Категорія:Благородні метали Категорія:Осмій