Ռոդիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
45 ՌութենիումՌուսիումՊալադիում
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
45Rh
Cubic-face-centered.svg
Electron shell 045 Rhodium.svg
Ռոդիում
Արծաթափայլ պինդ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Ռոդիում / Rhodium (Rh), 45
Խումբ, պարբերություն, բլոկ 7, 5,
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
102,90550(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Kr] 4d8 5s1
Ատոմի շառավիղ 134 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 125 պմ
Իոնի շառավիղ (+3e)68 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 2,28 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ 0
Օքսիդացման աստիճաններ 5, 4, 3, 2, 1, 0
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 719,5 (7,46) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 12,41 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 2239
Եռման ջերմաստիճան 4000
Մոլյար ջերմունակություն 24,95[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 8,3 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք Խորանարդ, վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ a=3,803
Դեբայի ջերմաստիճան 480 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 150 Վտ/(մ·Կ)
45
Ռոդիում
Rh
102,906
4d85s1

Ռոդիում (լատ.՝ Rhodium), քիմիական տարր է, որի նշանն է Rh , տարրերի պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության տարր, ավանդականորեն տեղավորում են 8-րդ խմբում։ Կարգահամարը՝ 45, ատոմական զանգվածը՝ 102,9055։

Անցումային տարր է, պատկանում է պլատինային մետաղների շարքին։ d տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s24p64d85s1: К, L, М թաղանթները լրացված են։ Ռոդիումը սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է:

Պատմություն[խմբագրել]

Ռոդիումը հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ու․ Վոլլաստոնը[3] (1703), բնածին պլատինում[4][5][6] և անվանել ըստ նրա աղերի վարդագույն կարմիր գույնի (հին հունարեն՝ ῥόδον - վարդ)։

Բնության մեջ[խմբագրել]

Ռոդիումը հազվագյուտ և ցրված տարր է, պարունակությունը երկրակեղևում՝ 1-10-7% (ըստ զանգվածի)։ Իզոմորֆ խառնուրդի ձևով հանդիպում է բնածին պլատինում, օսմիումական իրիդիումում (մինչև 3,3 %), պղինձ-նիկելային հանքանյութերում։ Հազվադեպ հանդիպող ռոդիումական նևյանսկիտ միներալը պարունակում է մինչև 11,3 % Rh:

Հանքավայրեր[խմբագրել]

Ամեն տարի աշխարհում արտադրում է ավելի քան 30 տոննա ռոդիում: Հանքավայրերը գտնվում են ԱՄՆ-ի, Կանադայի, Կոլումբիայի, Ռուսաստանի տարածքներում[7]:

Ստացում[խմբագրել]

Իզոտոպ Կյանքի տևողություն
101Rh 3,3 տարի
102Rh 207 օր
102mRh 2,9 տարի
99Rh 16,1 օր

Ռոդիումի ստացման հիմնական աղբյուրը պլատինի աֆինաժի կիսապրոդուկտներն են․ արքայաջրում չլուծվող մնացորդը միահալում են H2SO4-ի հետ և տեղափոխում լուծույթ, որտեղից ռոդիումը անջատում են եռամինաքլորիդի՝ [Rh(NH3)3]Cl3 կամ կալիումի քլորռոդիմատի՝ K3[RhCl6] ձևով և վերականգնում են ջրածնի հոսանքում (900 °C)։

\mathrm{2\ {(NH_4)}_{3}{[RhCl_6] + 3 \ H_2} \longrightarrow}
\mathrm{ 2\ Rh + 6\ NH_4^+ + 6\ Cl^-+ 6\ HCl}

Ստացվում է 99,85-99,96 % Rh պարունակող փոշի, որը հալում են վակումում կամ արգոնի մթնոլորտում, բարձր հաճախական կամ աղեղային վառարանում։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Միացություններում ռադոնի օքսիդացման աստիճանը
+0 Rh
4
(CO)
12
+1 RhCl(PH
3
)
2
+2 Rh
2
(O
2
CCH
3
)
4
+3 RhCl
3
, Rh
2
O
3
+4 RhF
4
, RhO
2
+5 RhF
5
, Sr
3
LiRhO
6
+6 RhF
6

Ռոդիումը սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1960 °C, եռմանը՝ 4500°C, խտությունը՝ 12420 կգ/մ3։ 800 °C-ից բարձր տաքացնելիս կարելի է ձգել ռոդիումի լարեր (1 մմ) և գլանել թերթեր։ Քիմիական միացություններում ցուցաբերում է +3, հազվադեպ՝ +1, +2, +4 և +6 օքսիդացման աստիճաններ[8]։

Քիմիապես պասսիվ է․ ձուլածո ռոդիումը չի լուծվում ալկալիներում, թթուներում և արքայաջրում։ Դասվում է ազնիվ մետաղների շարքը։ Սովորական ջերմաստիճաններում օդում չի օքսիդանում, փայլը չի կորցնում անգամ ծծմբաջրածնի միջավայրում։

Իզոտոպներ[խմբագրել]

Բնական ռոդիումը բաղկացած է միայն 103Rh կայուն իզոտոպից։ Ստացվել են 96-110 զանգվածային թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպները։ Ռոդիումը զգալի քանակներով առաջանում է ուրանի և պլուտոնիումի քայքայման հետևանքով միջուկային ռեակտորներում[9][10][11]։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Օդում դանդաղ օքսիդանում է 600 °C-ից բարձր տաքացնելիս և պատվում օքսիդի՝ Rh2O3 շերտով։

\mathsf{4Rh + 3O_2 \rightarrow 2Rh_2O_3}

Ռոդիումի (III) օքսիդը սև մոխրագույն փոշի է, լուծվում է թթուներում՝ առաջացնելով ռոդիումի (III) աղեր։

\mathsf{Rh_2O_3 + 12HCl \rightarrow 2H_3[RhCl_6] + 3H_2O}

Լուծույթին ալկալի ավելացնելիս անջատվում է կիտրոնադեղին անլուծելի հիդրատը՝ Rh2O3•5H2

\mathsf{2Rh + 6KHSO_4 \rightarrow 2K_3[Rh(SO_4)_3] + 3H_2}
\mathsf{2Rh + 3BaO_2 \rightarrow Rh_2O_3 + 3BaO}

Տաքացնելիս (> 1100°C) Rh2O3-ը քայքայվում է։ Բարձր ջերմաստիճաններում ռոդիումը միանում է հալոգենների (X), ծծմբի, ֆոսֆորի հետ, առաջանում են RhX3, փոփոխական բաղադրության սուլֆիդներ, ֆոսֆիդներ։

\mathsf{2Rh + 6NaCl + Cl_2 \rightarrow 2Na_3[RhCl_6]}
\mathsf{2RhF_6 + 3Cl_2 \rightarrow 2RhF_3 + 6ClF}

Ռոդիումը չի միանում ջրածնի (փոշին ադսորբում է), ազոտի, ածխածնի հետ։ Մետաղների հետ առաջացնում է համաձուլվածքներ և ներմետաղական միացություններ (RhBi4, RhPb2 և այլն)։

\mathsf{2Na_3[RhCl_6] + 3NaOH \rightarrow Rh(OH)_3\downarrow + 6NaCl}

Համաձուլվածքները Zn, Pb, Bi լուծվում են արքայաջրում, ռոդիումի փոշին՝ նաև տաք ու խիտ H2SO4-ում։ Ռոդիումին հատուկ է կայուն կոմպլեքսային միացություններ առաջացնելը։

Կիրառություն[խմբագրել]

Ռոդիումը օգտագործում են որպես կատալիզատոր (օրգանական միացությունների հիդրում), վոլֆրամի և մոլիբդենի զոդանյութ, նաև մետաղները ռոդիումապատելոլ համար ստացվում են մաշակայուն, կոռոզիա կայուն, չխամրող և լույսը լավ անդրադարձնող ծածկույթներ (լուսարձակներ, տեխնիկական հայելիներ)։

Ռոդիումի համաձուլվածքները պլատինի հետ օգտագործվում են ապակու հալման և քիմիական անոթներ, ապակե և վիսկոզի մանրաթելեր ձգելու, ջերմազույգեր, ոսկերչական իրեր պատրաստելու համար և որպես կատալիզատոր (ամոնիակի օքսիդացում և այլն):

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 270. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
  3. Wollaston, W. H. (1804). «On a New Metal, Found in Crude Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 94: 419–430. doi:10.1098/rstl.1804.0019. http://books.google.com/books?id=7AZGAAAAMAAJ&pg=PA419. 
  4. Griffith, W. P. (2003). «Rhodium and Palladium – Events Surrounding Its Discovery». Platinum Metals Review 47 (4): 175–183. http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/47-4-175-183. 
  5. Wollaston, W. H. (1805). «On the Discovery of Palladium; With Observations on Other Substances Found with Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 95: 316–330. doi:10.1098/rstl.1805.0024. 
  6. Usselman, Melvyn (1978). «The Wollaston/Chenevix controversy over the elemental nature of palladium: A curious episode in the history of chemistry». Annals of Science 35 (6): 551–579. doi:10.1080/00033797800200431. 
  7. Популярная библиотека химических элементов. Родий. Книги. Наука и техника
  8. Holleman, Arnold F. (1985)։ Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 91–100, Walter de Gruyter, 1056–1057։ ISBN 3-11-007511-3։ 
  9. Kolarik, Zdenek; Renard, Edouard V. (2005). «Potential Applications of Fission Platinoids in Industry». Platinum Metals Review 49 (2): 79. doi:10.1595/147106705X35263. http://www.platinummetalsreview.com/pdf/79-90-pmr-apr05.pdf. 
  10. Kolarik, Zdenek; Renard, Edouard V. (2003). «Recovery of Value Fission Platinoids from Spent Nuclear Fuel. Part I PART I: General Considerations and Basic Chemistry». Platinum Metals Review 47 (2): 74–87. http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v47-i2-074-087.pdf. 
  11. Kolarik, Zdenek; Renard, Edouard V. (2003). «Recovery of Value Fission Platinoids from Spent Nuclear Fuel. Part II: Separation Process». Platinum Metals Review 47 (2): 123–131. http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v47-i2-074-087.pdf. 

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]