Осмій
Зміст |
Загальна характеристика [ред.]
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: осміїриду (Os, Ir), нев'янскіту і сисертськіту, сарситу (Os, Ru, Ir, Pd, Pt, Rh) AsS, ерліхманіту (OsS2), а також як домішка у мінералах платинової групи. Порошкуватий осмій легко окиснюється на повітрі.
Історія [ред.]
Осмій, найважчий гомолог 8 групи Періодичної Системи. Відкритий 1804 року анлійським хіміком Смітсоном Теннантом (англ. Smithson Tennant) разом з іридієм у осаді, що залишився після розчинення платини царською горілкою.
Походження назви [ред.]
Назва осмію походить від запаху редьки (грец. ὀσμή osmē), який чути при наявності незначної кількості його летких тетроксидів.
Поширення і отримання [ред.]
Знаходиться в природі у вигляді самородного осмію, у формі селективних мінералів: осміїриду (Os, Ir), нев'янскіту і сисертськіту, сарситу (Os, Ru, Ir, Pd, Pt, Rh) AsS, ерліхманіту (OsS2), а також як домішка у мінералах платинової групи. Осмій відокремлюють від супутніх елементів (залежно від початкової сировини), переводять у форму тетроксиду і потім в амонієвий комплекс хлоридом амонію, з якого відновлюють воднем:
Добувається в малих кількостях — світове виробництво становить близько 100 кг на рік.
Отримання [ред.]
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 [ред.]
Висока твердість і виняткова тугоплавкість дозволяє застосовувати осмій як покриття у вузлах тертя.
Хімічні властивості [ред.]
| 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 [1].
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 [2][3][4]. Карбонільні групи в Os3(CO)12 можуть заміщатися іншими лігандами [5], зокрема містити кластерні ядра інших перехідних металів [6].
Застосування [ред.]
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 [ред.]
Див. також [ред.]
Примітки [ред.]
- ↑ Barnard, C. F. J. Oxidation States of Ruthenium and Osmium // Platinum Metals Review. — Т. 48. — (2004) С. 157. DOI:10.1595/147106704X10801.
- ↑ Krause J. Preparation of [Os3(CO)11]2− and its reactions with Os3(CO)12; structures of [Et4N][HOs3(CO)11] and H2OsS4(CO) // Journal of Organometallic Chemistry. — Т. 454. — (1993) С. 263–271. DOI:10.1016/0022-328X(93)83250-Y.
- ↑ 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 // Inorganic Chemistry. — Т. 21. — (1982) С. 3955–3960. DOI:10.1021/ic00141a019.
- ↑ 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|
- ↑ Tunik S.P. Reviews: The chemistry of carbonyl clusters of transition metals containing labile and hemilabile ligands. Synthesis, reactivity, and prospects for application // Russian Chemical Bulletin, International Edition. — (2004) С. 2657—2669.
- ↑ Synthesis and spectroscopic characterization of the heteronuclear diphosphine linked cluster Os3(CO)11(Ph2PCH2PPh2)Rh6(CO)15 // Journal of Organometallic Chemistry. — Т. 426, Issue 1. — (10 April 1992) С. 105-107. DOI:10.1016/0022-328X(92)83165-E.
Література [ред.]
- Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
