Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
Осмий (Os)
Атомный номер 76
Внешний вид простого вещества Сине-белый блестящий
твёрдый металл
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
190,23 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 135 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
819,8(8,50) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d6 6s2
Химические свойства
Ковалентный радиус 126 пм
Радиус иона (+6e) 69 (+4e) 88 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
2,2
Электродный потенциал
Степени окисления 8, 6, 4, 3, 2, 0, −2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 22,61 г/см³
Удельная теплоёмкость 0,131 Дж/(K·моль)
Теплопроводность (87,6) Вт/(м·K)
Температура плавления 3327 K
Теплота плавления 31,7 кДж/моль
Температура кипения 5300 K
Теплота испарения 738 кДж/моль
Молярный объём 8,43 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки гексагональная
Период решётки 2,740 Å
Отношение c/a 1,579
Температура Дебая n/a K


О́смийхимический элемент с атомным номером 76 в периодической системе, обозначается символом Os (лат. Osmium), серебристо-голубоватый хрупкий и твёрдый переходный металл, благородный металл. Относится к платиновым металлам.

История

Осмий открыт в 1804 году английским химиком Смитсоном Теннантом в осадке, остающемся после растворения платины в царской водке. Сходные исследования проводились французскими химиками Антуаном Франсуа де Фуркруа и Вокеленом, которые также пришли к выводу о содержании неизвестного элемента в нерастворимом остатке платиновой руды. Гипотетическому элементу было присвоено имя птен (крылатый), однако опыты Теннанта продемонстрировали, что это смесь двух элементов - иридия и осмия.

Происхождение названия

Назван от греческого «osme» (запах), по резко пахнущему летучему оксиду OsO4 (напоминает озон).

Нахождение в природе

В самородном виде осмий не обнаружен. Он встречается в полиметаллических рудах, содержащих также платину и палладий (сульфидные медно-никелевые и медно-молибденовые руды). Основные минералы осмия — относящиеся к классу твердых растворов природные сплавы осмия и иридия (невьянскит и сысертскит). Иногда эти минералы встречаются самостоятельно, чаще же осмистый иридий входит в состав самородной платины. Основные месторождения осмистых иридиев сосредоточены в России (Сибирь, Урал), США (Аляска, Калифорния), Колумбии, Канаде, странах Южной Африки. Осмий встречается также в виде соединений с серой и мышьяком (эрлихманит, осмиевый лаурит, осарситт). Содержание осмия в рудах как правило не превышает 1·10-3%.

Вместе с другими благородными металлами встречается в составе железных метеоритов.

Изотопы

В природе осмий встречается в виде семи изотопов, 6 из которых стабильны: 184Os, 187Os, 188Os, 189Os, 190Os и 192Os. На долю самого тяжёлого изотопа (осмия-192) приходится 41%, на долю самого лёгкого изотопа (осмий-184) лишь 0,018% общих «запасов». Осмий-186 подвержен альфа-распаду, но учитывая его исключительно длинный период полураспада - (2,0±1,1)×1015 лет, его можно считать практически стабильным. Согласно расчётам остальные естественные изотопы также способны к альфа-распаду, но с ещё большим полупериодом, кроме осмия-186 на практике не наблюдавшегося. Теоретически для 184Os и 192Os возможен двойной бета-распад, наблюдениями также не зафиксированный.

Изотоп осмий-187 является результатом распада изотопа рения (187Re, период полураспада 4,56×1010 лет). Он активно используется при датировке горных пород и метеоритов (рениево-осмиевый метод). Наиболее известным применением осмия в методах датировки является иридиево-осмиевый метод, применявшийся для анализа кварцев из пограничного слоя, разделяющего Меловой и Третичный периоды.

Разделение изотопов осмия представляет собой достаточно сложную задачу. Именно поэтому некоторые изотопы стоят довольно дорого. Первый и единственный экспортёр чистого осмия-187 - Казахстан, с января 2004 года официально предлагающий это вещество по ценам 10 000 долларов за 1 грамм[1]. Широкого практического применения осмий-187 не имеет. По некоторым данным, целью операций с этим изотопом было отмывание нелегальных капиталов[2][3].

Распространённость

  • в земной коре — 0,007 г/т
  • в перидотитах — 0,15 г/т
  • в эклогитах — 0,16 г/т
  • в формациях дунитов-перидотитов — 0,013 г/т
  • в формациях пироксенитов — 0,007 г/т

Получение

Осмий выделяют из обогащённого сырья платиновых металлов путём прокаливания этого концентрата на воздухе при температурах 800—900°C. При этом количественно сублимируют пары весьма летучего тетраоксида осмия OsO4, которые далее поглощают раствором NaOH.

Упариванием раствора выделяют соль — перосмат натрия, который далее восстанавливают водородом при 120 °C до осмия:

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

Осмий при этом получается в виде губки.

Осмий-187 получают из рениевых минералов (джезказганит) вследствие превращения радиоактивного рения-187, которое постоянно происходит в природе.

Физические свойства

Высокая твердость и исключительная тугоплавкость позволяет использовать осмий для покрытия им в узлах трения.

Осмий является первым по плотности простым веществом. Его плотность составляет 22,61 г/см3.

Химические свойства

Применение

Применяется как катализатор для синтеза аммиака, гидрирования органических соединений, в катализаторах метанольных топливных элементов.

Есть сведения о применении осмия в военных целях, как часть артиллерийских снарядов и боеголовок ракет. Также применяется в электронной аппаратуре авиа- и ракетной техники.

Биологическая роль и физиологическое действие

Примечания

Ссылки




Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Осмий. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement