Օսմիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
76 ՌենիումՕսմիումԻրիդիում
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
76Os
Hexagonal.svg
Electron shell 076 Osmium.svg
Օսմիումի մաքուր՝ 99,99 % բյուրեղները
Արծաթասպիտակ փայլուն ամուր մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Օսմիում / Osmium (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
Կովալենտային 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
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 819,8(8,50) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 122,587/22,61[2] գ/սմ³
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 բյուրեղացանց
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 7440-04-2
76
Օսմիում
Os
190,23
4f145d66s2

Օսմիում (լատ.՝ 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[խմբագրել]

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[խմբագրել]

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[խմբագրել]

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

Հանքավայրեր[խմբագրել]

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[խմբագրել]

Օսմիումի գնդիկ
Օսմիումի օքսիդացման
աստիճանները
−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

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/սմ3[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[խմբագրել]

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։

Oso4mechanism.gif

Իզոտոպներ[խմբագրել]

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 (T1/2 = 1,92 տարի) է։

Տարածվածություն[խմբագրել]

Օսմիումի բյուրեղները
  • 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[խմբագրել]

Osmium cluster.jpg

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։

\mathsf{Na_2[OsO_2(OH)_4] + 3H_2 \rightarrow 2NaOH + Os + 4H_2O}

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

Կիրառություն[խմբագրել]

Բուսական հյուսվածքի էլեկտրոնային մանրանկարը առանց օսմիումի տետրօքսիդով ներկելու (վերևում) և ներկած վիճակում (ներքևում):

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[խմբագրել]

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

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. «Osmium: physical properties» (en)։ WebElements։ http://www.webelements.com/osmium/։ Վերցված է 2013-08-17։ 
  3. Орлов А. М. Осмий // Химическая энциклопедия: в 5 т / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 416. — ISBN 5—85270—039—8.
  4. «Osmium: crystal structure» (en)։ WebElements։ http://www.webelements.com/osmium/crystal_structure.html։ Վերցված է 2013-08-17։ 
  5. The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals (1979), 64(1), стр. 7-9.
  6. Venetskii, S. I. (1974). «Osmium». Metallurgist 18 (2): 155–157. doi:10.1007/BF01132596. 
  7. Tennant, S. (1804). «On Two Metals, Found in the Black Powder Remaining after the Solution of Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 94: 411–418. doi:10.1098/rstl.1804.0018. 
  8. Seymour, R. J. (2001). «Platinum-group metals». Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. doi:10.1002/0471238961.1612012019052513.a01.pub2. 
  9. 9,0 9,1 Arblaster, J. W. (1989). «Densities of osmium and iridium: recalculations based upon a review of the latest crystallographic data». Platinum Metals Review 33 (1): 14–16. http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v33-i1-014-016.pdf. 
  10. Weinberger, Michelle; Tolbert, Sarah; Kavner, Abby (2008). «Osmium Metal Studied under High Pressure and Nonhydrostatic Stress». Phys. Rev. Lett. 100 (4): 045506. doi:10.1103/PhysRevLett.100.045506. PMID 18352299. Bibcode2008PhRvL.100d5506W. 
  11. Cynn, Hyunchae; Klepeis, J. E.; Yeo, C. S.; Young, D. A. (2002). «Osmium has the Lowest Experimentally Determined Compressibility». Physical Review Letters 88 (13): 135701. doi:10.1103/PhysRevLett.88.135701. PMID 11955108. Bibcode2002PhRvL..88m5701C. 
  12. Sahu, B. R.; Kleinman, L. (2005). «Osmium Is Not Harder Than Diamond». Physical Review B 72 (11): 113106. doi:10.1103/PhysRevB.72.113106. Bibcode2005PhRvB..72k3106S. 
  13. Barnard, C. F. J. (2004). «Oxidation States of Ruthenium and Osmium». Platinum Metals Review 48: 157. doi:10.1595/147106704X10801. 
  14. MacDonell, Herbert L. (1960). «The Use of Hydrogen Fluoride in the Development of Latent Fingerprints Found on Glass Surfaces». The Journal of Criminal Law, Criminology, and Police Science 51 (4): 465–470. doi:10.2307/1140672. 
  15. Осмий — Los Alamos National Security
  16. Osmium: biological information

Գրականություն[խմբագրել]

Անգլերեն[խմբագրել]

Հունարեն[խմբագրել]

Գերմաներեն[խմբագրել]

  • 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[խմբագրել]