О́СМИЙ -я; м. Химический элемент (Os), твёрдый металл голубовато-белого цвета (входит как компонент в состав сверхтвёрдых и износостойких сплавов).

* * *

о́смий (лат. Osmium), Os, химический элемент VIII группы периодической системы, относится к платиновым металлам. Название от греч. osmē - запах, по резко пахнущему оксиду OsO₄. Плотность 22,61 г/см³, t_пл 3027°C. Катализатор многих реакций, компонент сверхтвёрдых и износостойких сплавов с иридием.

* * *

ОСМИЙ - О́СМИЙ (лат. Osmium), Os (читается «осмий»), химический элемент с атомным номером 76, атомная масса 190,2.

В природе семь стабильных изотопов ¹⁸⁴Os (0,018%), ¹⁸⁶Os (1,59%), ¹⁸⁷Os (1,64%), ¹⁸⁸Os (13,3%), ¹⁸⁹Os (16,1%), ¹⁹⁰Os (26,4%) и ¹⁹²Os (41,1%). Конфигурация внешнего и предвнешнего электронного слоя 5s²p⁶5d⁶ 6s². Степени окисления +4, +6, +8 (наиболее характерны), +1, +3, +5 (валентности I, III, IV, V, VI, VIII). Принадлежит к платиновым металлам. (см. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ) Расположен в VIII группе периодической системы элементов, в подгруппе железа, в 6-м периоде. Радиус атома 0,135 нм, ионный радиус иона Os⁴⁺ - 0,077 (координационное число 6), Os⁵⁺ - 0,072 (6), Os⁶⁺ - 0,069 (6), Os⁷⁺ - 0.067 (6), Os⁸⁺- 0,053 нм (4). Энергии последовательной ионизации 8,5, 17 и 25 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,1.

Осмий - тяжелый серебристо-белый металл.

История открытия

Открыт в 1804 английским химиком С. Теннантом (см. ТЕННАНТ Смитсон) в черном порошке, остающемся после растворения платины (см. ПЛАТИНА) в царской водке (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА). Для осмия характерно образование тетраоксида OsO₄ с резким запахом. Отсюда и название элемента, происходящее от греческого «осме» - запах.

Нахождение в природе

Осмий - очень редкий элемент, содержание в земной коре 5·10^-6% по массе. Встречается в природе в полиметаллических рудах, содержащих также платину (см. ПЛАТИНА) и палладий (см. ПАЛЛАДИЙ (химический элемент)) (сульфидные медно-никелевые и медно-молибденовые руды). Основные минералы - природные сплавы осмия с иридием (невьянскит (см. ОСМИСТЫЙ ИРИДИЙ), сысертскит) и платиной. Встречается в виде соединений с серой (см. СЕРА) и мышьяком (см. МЫШЬЯК) (эрлихманит, осмиевый лаурит, осарситт). В качестве изоморфной примеси входит в состав халькопирита (см. ХАЛЬКОПИРИТ) ,пирротина (см. ПИРРОТИН), пентландита, (см. ПЕНТЛАНДИТ) кубанита, магнетита (см. МАГНЕТИТ). Обычно содержание осмия в рудах не превышает 1·10 ^-3%.

Получение

Процесс выделения и разделения платиновых металлов, приводящий к разделению этих металлов и получению осмия, описан в статье иридий (см. ИРИДИЙ). Другой способ выделения осмия их обогащенного сырья - прокаливание концентрата платиновых металлов на воздухе при температурах порядка 800-900°C. При этом сублимируют пары 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.

Физические и химические свойства

Осмий - тяжелый серебристо-белый металл (плотность при 20°C 22,65 г/см³). Решетка гесагональная, типа Mg, а = 0,27353 нм, с= 0,43191 нм. Температура плавления 3027°C, кипения 5027°C. При температуре ниже 0,66 К осмий переходит в сверхпроводящее состояние. Металлический осмий парамагнетик (см. ПАРАМАГНЕТИК). В ряду стандартных потенциалов стоит правее водорода (см. ВОДОРОД), с неокисляющими кислотами и водой не реагирует.

Химическая активность осмия зависит от его состояния. Компактный осмий начинает окисляться на воздухе при температурах выше 400°C, а тонкий порошок осмия медленно окисляется до OsO₄ уже при комнатной температуре.

Компактный осмий не растворяется в горячей соляной кислоте и кипящей царской водке (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА), а мелко раздробленный осмий окисляется в азотной кислоте и кипящей серной кислоте до высшего оксида:

Os + 8HNO₃ = OsO₄ + 4H₂O + 8NO₂

При нагревании осмий реагирует со фтором (см. ФТОР), хлором (см. ХЛОР), кислородом (см. КИСЛОРОД), серой (см. СЕРА), другими халькогенами (см. ХАЛЬКОГЕНЫ) и неметаллами.

Os + 3F₂ = OsF₆ (при 250-300°C),

Os + Cl₂ = OsCl₄ (при 650-700°C).

При сплавлении в присутствии окислителей осмий реагирует со щелочами. При этом образуются осматы (VI) - соли неустойчивой осмиевой кислоты H₂OsO₄:

2Os + 4NaOH + 3O₂ = 2Na₂OsO₄ + 2H₂O

Для осмия наиболее характерно образование оксидов OsO₄ и OsO₂. В газовой фазе существуют оксиды OsO и OsO₃.

Тетраоксид осмия OsO₄ проявляет кислотные свойства и является сильным окислителем.

OsO₄ + NaOH = Na₂[OsO₄(OH)₂].

Диоксид осмия OsO₂ получают аккуратным обезвоживанием в атмосфере азота Os(OH)₄. При этом образуется черная модификация OsO₂. Она реакционноспособнее коричневой модификации OsO₂, получаемой электровосстановлением щелочного раствора OsO₄ или реакцией осмия с OsO₄:

Os + OsO₄ = 2OsO₂.

Гидроксид осмия(IV) Os(OH)₄ (OsO₂·2H₂O) получают восстановлением солей осмия (VI) - осматов этиловым спиртом.

Для степеней окисления осмия 0 и +2 наиболее характерно образование осмийорганических соединений со связью Os-C или карбонилов:

Os + 5CO = Os(CO)₅.

3Os(CO)₅ = Os₃(CO)₁₂ + 3CO

Os₃(CO)₁₂ + 6Na = 3Na₂Os(CO)₄.

Применение

Осмий - компонент сверхтвердых и износостойких сплавов с иридием (детали особо точных приборов, прецизионно малые контакты), с иридием и рутением (перья для авторучек), с вольфрамом и молибденом (катоды термоионных диодов), компонент композиционного материала (электрические контакты). OsO₄ используется для окраски биологических препаратов.

Физиологическое действие

Соединения осмия, особенно легколетучие, сильно ядовиты. Тетраоксид OsO₄ раздражает слизистые, поражает органы дыхания. ПДК в воздухе 0,002 мг/м³.

Составить слова из слова осмий

РО́ДИЙ -я; м. [лат. Rhodium] Химический элемент (Rh), тяжёлый тугоплавкий металл серебристо-белого цвета из группы платиновых металлов; применяется в сплавах с платиной (катализаторы, термопары), идёт на покрытие зеркальных поверхностей в астрономических приборах).

◁ Ро́диевый, -ая, -ое.

* * *

ро́дий (лат. Rhodium), химический элемент VIII группы периодической системы, относится к платиновым металлам. Название от греческого rhodon - роза, по розовато-красному цвету его солей. Плотность 12,41 г/см³, t_пл 1963°C. Применяют в сплавах с платиной (катализаторы, термопары и др.); идёт на покрытие зеркальных поверхностей в астрономических приборах.

* * *

РОДИЙ - РО́ДИЙ (лат. Rhodium), Rh (читается «родий»), химический элемент с атомным номером 45, атомная масса 102,9055. В природе представлен одним стабильным нуклидом ¹⁰³Rh. Расположен в VIIIВ группе, 5 периода периодической системы. Принадлежит к числу платиновых (см. ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ) металлов. Входит в триаду родий-рутений (см. РУТЕНИЙ) -палладий (см. ПАЛЛАДИЙ (химический элемент)).

Конфигурация двух внешних электронных слоев 4s²p⁶d⁸5s¹. Получены соединения со степенями окисления от 0 до +6 (валентности от 0 до VI). Наиболее устойчивы соединения со степенью окисления родия +3.

Радиус атома 0,1342 нм, радиус ионов (для координационного числа 6): Rh³⁺ - 0,081 нм, Rh⁴⁺ - 0,074 нм, Rh⁵⁺- 0,069 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома соответствуют 7,46, 18,08 и 31,04 эВ. Сродство к электрону 1,68 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 2,28.

История открытия

В 1803 английский ученый У. Г. Волластон (см. ВОЛЛАСТОН Уильям Хайд) исследовал фильтрат, полученный после растворения самородной южноамериканской платины вцарской водке (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА). В 1804 он выделил из этого фильтрата розовато-красный порошок, последующее прокаливание которого в атмосфере водорода привело к получению порошка нового металла - родия. Название происходит от греческого rhodon - роза, по розовато-красному цвету его солей

Содержание в природе

Содержание родия в земной коре 1·10^-7% по массе. В природе встречается в виде сплавов с платиновыми металлами, входит в состав самородной платины и минералов группы осмистого иридия. В виде примесей встречается в мышьяковистых, сурьмяных и сернистых соединений платиновых металлов, сопутствующих медно-никелевым сульфидным рудам.

Получение

Промышленное извлечение родия основано на классическом выделении и разделении платиновых металлов из руд (см. иридий (см. ИРИДИЙ)) и реже на экстракции комплексных соединений различными растворителями. После выделения платины и палладия родий концентрируется в маточных растворах. Из этих растворов егޠвыделяют в виде аммиаката [Rh(NH₃)₃Cl₃].

Далее раствор [Rh(NH₃)₃Cl₃] восстанавливают муравьиной кислотой до родиевой черни. При ее нагревании в атмосфере водорода до 1000°C получают родиевую губку. Чистую родиевую губку переплавляют методом индукционного нагрева в атмосфере инертного газа.

Физические и химические свойства

Родий - серебристо-белый металл. Обладает гранецентрированной кубической решеткой типа меди, параметр элементарной ячейки а = 0,3803 нм. Плотность при 20°C 12,41 г/см³. Температура плавления 1963 °C, кипения 3727 °C. Проявляет свойства парамагнетика (см. ПАРАМАГНЕТИК). Отражательная способность поверхности родия 80% для видимой части спектра. В ряду напряжений металлов родий стоит правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует.

Родий характеризуется высокой химической устойчивостью. С неметаллами он взаимодействует только при температуре красного каления. Мелкоизмельченный родий медленно окисляется только при температуре выше 600°C:

4Rh + 3O₂ = 2Rh₂O₃.

При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита (см. ГИПОХЛОРИТЫ) натрия NaClO и бромоводорода HBr. При спекании реагирует с расплавами KHSO₄, Na₂O₂ и BaO₂:

2Rh + 6KHSO₄ = 2K₃Rh(SO₄)₃ + 3H₂;

2Rh + 3BaO₂ = Rh₂O₃ + 3BaO.

В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы [RhX₃]^3-, родий взаимодействует с хлором, например:

2Rh + 6NaCl + Cl₂ = 2Na₃[RhCl₆].

При действии на водные растворы солей и комплексов родия (III) щелочами образуется осадок гидроксида родия Rh(OH)₃:

Na₃[RhCl₆] + 3NaOH = Rh(OH)₃Ї + 6NaCl.

Гидроксид и оксид родия (III) проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh(III):

Rh₂O₃ + 12HCl = 2H₃RhCl₆ + 3H₂O;

Rh(OH)₃ + 6HCl = H₃RhCl₆ + 3H₂O.

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF₆, который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор или NO:

2RhF₆ + 3Cl₂ = 2RhF₃ + 6ClF.

В низших степенях окисления (I) и (II) родий образует комплексные соединения.

Применение

Основное применение родия - производство сплавов на основе платины для стеклоплавильных аппаратов, изготовление тиглей в производстве оптического стекла и монокристаллов; нанесение защитных покрытий на электрические контакты, нанесение зеркальных покрытий в производстве рефлекторов, прожекторов, технических зеркал; получение сплавов для дожигания выхлопных газов автомобильных двигателей. Родий находит также применение при изготовлении высокотемпературных термопар в виде сплава с платиной или иридием, в качестве катализатора в органическом синтезе.

Литература

Составить слова из слова родий