Օսմիում

76 Ռենիում ← Օսմիում → Իրիդիում 76Os
Արծաթասպիտակ փայլուն ամուր մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Օսմիում / Osmium (Os), Os, 76
Խումբ, պարբերություն, բլոկ	4, ,
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	190,23(3)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Xe] 4f14 5d6 6s2
Ատոմի շառավիղ	135 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	126 պմ
Իոնի շառավիղ	(+6e) 69 (+4e) 88 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	2,2 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	+0,850
Օքսիդացման աստիճաններ	8, 6, 4, 3, 2, 0, −2
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	819,8(8,50) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	3306 K (3033 °C)
Եռման ջերմաստիճան	5285 K (5012 °C)
Հալման տեսակարար ջերմունակություն	31,7 կՋ/մոլ
Հալման տեսակարար ջերմունակություն	738 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն	24,7[3] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	8,43 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a = 2,734 c = 4,317[4]
C/a հարաբերություն	1,579
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) (87,6) Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

Օսմիում (լատին․՝ Osmium), քիմիական տարր է որի նշանն է Os, տարրերի պարբերական համակարգի VI պարբերության, VIII խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 76, ատոմական զանգվածը՝ 190,2։ d-տարր է, պատկանում է պլատինային մետաղների շարքին։ Ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 5s² 5p⁶ 5d⁶ 6s²։ К, L, M և N թաղանթները լրացված են։ Բոլոր նյութերի մեջ ունի ամենամեծ խտությունը։ Այդ ցուցանիշով նրա հետ կարող է համեմատվել միայն իրիդիումը^[5]։ Արծաթափայլ կապտավուն մետաղ է։

Պատմություն

Օսմիումը հայտնաբերել են իրիդիումի հետ միաժամանակ Լոնդոնում 1803 թվականին անգլիացի քիմիկոսներ Սմիթսոն Թենանթը և Ուիլյամ Ուոլասթոնը^[6]՝ արքայաջրում բնածին պլատինը լուծելուց հետո մնացած սև փոշում։

Հայտնաբերված նոր տարրը փաստագրված է եղել Տեննատանի Լոնդոնի թագավորական հասարակության նամակում, հունիսի 21, 1804 թվական^[7]։

Անվանում

Անվանումն ստացել է քառօքսիդի՝ OsO₄ սուր հոտի պատճառով՝ հունարեն՝ πτηνος -հոտ բառից։ Պատճառը օսմիումի ցնդող OsO₄ օքսիդի՝ օզոնի սուր հոտ հիշեցնող հոտն է։

Բնության մեջ

Երկրակեղևում քիչ տարածված տարր է (5•10⁻⁶ զանգված %)։ Հանդիպում է օսմիումիրիդիումային միներալների ձևով։

Հանքավայրեր

Օսմիումի հիմնական հանքավայրերը գտնվում են Ռուսաստանում (Սիբիր, Ուրալ), ԱՄՆ-ում (Ալյասկա, Կալիֆոռնիա), Կոլումբիայում, Կանադայում, Հարավային Աֆրիկայի երկրներում, Ավստրալիայում։

Ամենամեծ պաշարները գտնվում են Հարավային Աֆրիկայի Հանրապետությունում^[8]։ Օսմիումը հանդիպում է նաև ծծմբի և արսենի հետ միացությունների ձևով։

Ֆիզիկական հատկություններ

Օսմիումը սպիտակ, մոխրաերկնագույն երանգով, անագի փայլով մետաղ է, չափազանց կարծր է և փխրուն (հավանականորեն խառնուրդներ պարունակելու պատճառով)։ Օսմիումն ամենամեծ խտությունն ունեցող նյութն է, ունի իրիդիումից^[9] մի քիչ մեծ խտություն՝ 2.59 գ/սմ^3[9]: Կարծր և միաժամանակ հեշտ փշրվող մետաղ է, ունի շատ ցածր սեղմման հատկություն, որով կարող է համեմատվել ադամանդի հետ։ Համապատասխանաբար, շատ մեծ է առաձգականության ծավալային մոդուլը՝ 395-462 ԳՊլ (ադամանդինը 443 ԳՊլ է)^[10][11][12]։ Հալման ջերմաստիճանն է 3033 °C, եռմանը՝ 5012 °C։

Քիմիական հատկություններ

Քիմիական հատկություններով խիստ տարբերվում է մյուս պլատինային մետաղներից։ Միացություններում ցուցաբերում է +4, +6, +8^[13], հազվադեպ՝ +1, +2, +3, +5, +7, օքսիդացման աստիճաններ։

Օդում տաքացնելիս այրվում է՝ առաջացնելով OsO₄, որը համարյա անգույն, հեշտ ցնդող (եռում է 130 °C-ում) բյուրեղական նյութ է։ Ձուլածո օսմիումը չի լուծվում թթուներում և ալկալիների լուծույթներում։ Ալկալիների հետ միահալելիս առաջացնում է օսմիումական թթվի՝ H₂OsO₄ ջրում լուծելի աղերը (օսմիատները)։

Փոշեկերպ օսմիումը տաքացնելիս լուծվում է ազոտական և ծծմբական թթուներում, միանում է հալոգենների, հալկոգենների, ֆոսֆորի հետ։

Օսմիումի վեցաֆտորիդը՝ OsF₆ հեշտ ցնդող, ջրում հիդրոլիզվող դեղին բյուրեղական նյութ է, հալման ջերմաստիճանը 33 °C, եռմանը՝ 47,5 °C։ Օգտագործվում է օսմիումով լեգիրացված վոլֆրամ ստանալու համար։ Օսմիումի հիդրօքսիդը՝ Os(OH)₄, սև, ամորֆ նյութ է, չի լուծվում ջրում, նոսր թթուներում և ալկալիներում, լուծվում է խիտ և ուժեղ թթուներում։

Իզոտոպներ

Բնական օսմիումը բաղկացած է ¹⁸⁴Os (0,018 %), ¹⁸⁶Os (1,592), ¹⁸⁷Os (1,64), ¹⁸⁸Os (13,3), ¹⁸⁹Os (16,1), ¹⁹⁰Os (26,4), ¹⁹²Os (41,0) կայուն իզոտոպներից։

Ստացվել են օսմիումի 180-195 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ 9 իզոտոպները, որոնցից ամենաերկարակյացը ¹⁹⁴Os (T_1/2 = 1,92 տարի) է։

Տարածվածություն

• երկրի ընդերքում - 0,007 գ/տ
• պերիդոտիտում - 0,15 գ/տ
• էկլոգիտում - 0,16 գ/տ
• դունիտ-պերիդոտիտների ֆորմացիաներում - 0,013 գ/տ
• պիրոքսենիտի ֆորմացիաներում - 0,007 գ/տ

Ստացում

Ստացվում է օսմիումի (IV) աղերի հիղրոլիզով և օգտագործվում օսմիումի ու նրա միացություններն ստանալու համար։ Օսմիումը ստանում են պլատինային մետաղների հետ միաժամանակ՝ հումքն օքսիդացնում են մինչե OsO₄, որի գոլորշիները կլանում են կալիումի հիդրօքսիդի լուծույթով։

${\displaystyle {\mathsf {Na_{2}[OsO_{2}(OH)_{4}]+3H_{2}\rightarrow 2NaOH+Os+4H_{2}O}$

Լուծույթից օսմիումը նստեցնում են [OsO₂(NH₃)₄]Cl₂ կոմպլեքսի ձևով, որը ջրածնով վերականգնում են մինչև մետաղական օսմիումի։

Կիրառություն

Մաքուր վիճակում օսմիումը կիրառվում է հազվադեպ՝ օքսիդների բարձր տոքսիկության պատճառով, փոխարենը հաճախ է օգտագործվում այլ մետաղների հետ համաձուլվածքների ձևով։

Օսմիումի համաձուլվածքները շատ ամուր են և, օրինակ, օսմիրիդիումը կիրառվում է շիթային գրիչներ, գործիքների գլխիկներ, էլեկտրական կոնտակտներ պատրաստելիս։

Օսմիումի տետրօքսիդը կիրառվում է մատնահետքերը դրոշմելու գործում^[14], նաև՝ էլեկտրոնային մանրադիտակների համար օրգանական նյութերի հյուսվածքները ներկելու համար^[15]։

Օսրամ անունն ստացած օսմիումի և վոլֆրամի համաձուլվածքը լայնորեն կիրառվում շիկացման լամպերի թելիկներ պատրաստելու ժամանակ։

Պալադիումի նման փոշիացրած օսմիումը նույնպես ունի ջրածնի ատոմները կլանելու հատկություն։ Սա հնարավորություն կտար, որպեսզի օսմիումը կիրառվի որպես մետաղների հիդրիդային մարտկոցների էլեկտրոդ։

Սակայն, օսմիումը թանկ է և կարող է փոխազդեցության մեջ մտնել սովորաբար մարտկոցներում որպես էլեկտրոլիտ օգտագործվող կալիումի հիդրօքսիդի հետ։

Կենսաբանական դեր

Կենսաբանական դեր չի խաղում^[16]։ Օսմիումի քառօքսիդը՝ OsO₄, չափազանց թունավոր է։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ
• Պլատինային մետաղներ

Ծանոթագրություններ

Գրականություն

Անգլերեն

• Booser, E. Richard (1997). Tribology data handbook. CRC Press. ISBN 978-0-8493-3904-2.
• Carey, Francis A.; Sundberg, Richard J. (2007). Advanced organic chemistry: Reactions and synthesis (5η ed.). Springer. ISBN 978-0-3876-8354-6.
• Chadwick, D. (2002). Role of the sarcoplasmic reticulum in smooth muscle. John Wiley& Sons. ISBN 978-0-4708-4479-3.
• Cotton, Simon A. (1997). Chemistry of Precious Metals. New York: Springer. ISBN 978-0-7514-0413-5.
• Crabtree, Robert H. (2005). The Organometallic Chemistry of the Transition Metals (4η ed.). Yale University, New Haven, Connecticut: Wiley-Interscience. ISBN 0-4716-6256-9.
• Ebbing, Darrell D.; Gammon, Steven D. (2008). General Chemistry (9η ed.). Cengage Learning. ISBN 0-618-85748-6.
• Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2η ed.). Oxford: Butterworth–Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
• Hayat, M. A. (2000). Principles and techniques of electron microscopy: biological applications (4η ed.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-63287-0.
• Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2005). Inorganic chemistry (2η ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0-1303-9913-7.
• Juan, Jorge; de Ulloa, Antonio (1748). Relación histórica del viage a la América Meridional. Madrid: Antonio Marin. ISBN 978-84739-2046-9. Վերցված է 20 Ιανουαρίου 2014-ին. Ψηφιοποιήθηκε στις 2 Δεκεμβρίου 2010 από το προτότυπο στη Δημόσια βιβλιοθήκη της Λυών. Κυκλοφορεί επανέκδοση από το Fundación Universitaria Española, 1978, ISBN 978-84739-2047-6.
• Kotz, John C.; Treichel, Paul M.; Weaver, Gabriela C. (2005). Chemistry and chemical reactivity (6η ed.). Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-534-99766-X.
• Li, Jie Jack; Corey, E. J. (2007). Name reactions for functional group transformations (5η ed.). John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-74868-7.
• Lynch, David W.; Hunter, W. R. (1998). Edward D. Palik (ed.). Handbook of optical constants of solids (3η ed.). University of Maryland, College Park: Academic Press. ISBN 0-125-44415-X.
• Mackay, Ken M.; Mackay, Rosemary Ann; Henderson, W. (2002). Introduction to modern inorganic chemistry (6η ed.). CRC Press. ISBN 978-0-7487-6420-4. Վերցված է 20 Ιανουαρίου 2014-ին.

Հունարեն

• Morrison, Robert Thornton; Boyd, Robert Neilson (1988). Οργανική Χημεία (3 Τόμοι) (4η ed.). Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. ISBN 0-1364-3669-2. Վերցված է 20 Ιανουαρίου 2014-ին.(չաշխատող հղում) (μετάφραση: Σακαρέλλος, Κωνσταντίνος; Πηλίδης, Γεώργιος Α.; Γεροθανάσης, Ιωάννης Π.; κ.ά.).
• Μανουσάκης, Γεώργιος Ε. (1994). Γενική και Ανόργανη Χημεία. Θεσσαλονίκη: Αφοί Κυριακίδη. ISBN 960-343-272-5.
• Mπαζάκης, Ιωάννης Α. Γενική Χημεία. Αθήνα.
• Pauling, Linus (1988). General Chemistry (3η ed.). Dover Publications. ISBN 978-04866-5622-9.

Գերմաներեն

• Hans Breuer: dtv-Atlas Chemie (Band 1), 9. Auflage, München 2000, ISBN 3-423-03217-0.
• M. Binnewies: Allgemeine und Anorganische Chemie, 1. Auflage, Heidelberg 2004, ISBN 3-8274-0208-5.
• N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9.
• Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten, S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.

Արտաքին հղումներ

• Chemistry in its element podcast (MP3) from the Royal Society of Chemistry's Chemistry World: Osmium
• Osmium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• FLEGENHEIMER, J. (2014). The mystery of the disappearing isotope. Revista Virtual de Química. V. XX. Available at http://www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/viewFile/660/450 Արխիվացված 2015-06-19 Wayback Machine