Иридиум

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Иридиум  (77Ir)
Two square pieces of gray foil
Општи својства
Име и симболиридиум (Ir)
Изгледсребрено-бела
Иридиумот во периодниот систем
Водород (двоатомски неметал)
Хелиум (благороден гас)
Литиум (алкален метал)
Берилиум (земноалкален метал)
Бор (металоид)
Јаглерод (повеќеатомски неметал)
Азот (двоатомски неметал)
Кислород (двоатомски неметал)
Флуор (двоатомски неметал)
Неон (благороден гас)
Натриум (алкален метал)
Магнезиум (земноалкален метал)
Алуминиум (слаб метал)
Силициум (металоид)
Фосфор (повеќеатомски неметал)
Сулфур (повеќеатомски неметал)
Хлор (двоатомски неметал)
Аргон (благороден гас)
Калиум (алкален метал)
Калциум (земноалкален метал)
Скандиум (преоден метал)
Титан (преоден метал)
Ванадиум (преоден метал)
Хром (преоден метал)
Манган (преоден метал)
Железо (преоден метал)
Кобалт (преоден метал)
Никел (преоден метал)
Бакар (преоден метал)
Цинк (преоден метал)
Галиум (слаб метал)
Германиум (металоид)
Арсен (металоид)
Селен (повеќеатомски неметал)
Бром (двоатомски неметал)
Криптон (благороден гас)
Рубидиум (алкален метал)
Стронциум (земноалкален метал)
Итриум (преоден метал)
Циркониум (преоден метал)
Ниобиум (преоден метал)
Молибден (преоден метал)
Технициум (преоден метал)
Рутениум (преоден метал)
Родиум (преоден метал)
Паладиум (преоден метал)
Сребро (преоден метал)
Кадмиум (преоден метал)
Индиум (слаб метал)
Калај (слаб метал)
Антимон (металоид)
Телур (металоид)
Јод (двоатомски неметал)
Ксенон (благороден гас)
Цезиум (алкален метал)
Бариум (земноалкален метал)
Лантан (лантаноид)
Цериум (лантаноид)
Празеодиум (лантаноид)
Неодиум (лантаноид)
Прометиум (лантаноид)
Самариум (лантаноид)
Европиум (лантаноид)
Гадолиниум (лантаноид)
Тербиум (лантаноид)
Диспрозиум (лантаноид)
Холмиум (лантаноид)
Ербиум (лантаноид)
Тулиум (лантаноид)
Итербиум (лантаноид)
Лутециум (лантаноид)
Хафниум (преоден метал)
Тантал (преоден метал)
Волфрам (преоден метал)
Рениум (преоден метал)
Осмиум (преоден метал)
Иридиум (преоден метал)
Платина (преоден метал)
Злато (преоден метал)
Жива (преоден метал)
Талиум (слаб метал)
Олово (слаб метал)
Бизмут (слаб метал)
Полониум (слаб метал)
Астат (металоид)
Радон (благороден гас)
Франциум (алкален метал)
Радиум (земноалкален метал)
Актиниум (актиноид)
Ториум (актиноид)
Протактиниум (актиноид)
Ураниум (актиноид)
Нептуниум (актиноид)
Плутониум (актиноид)
Америциум (актиноид)
Кириум (актиноид)
Берклиум (актиноид)
Калифорниум (актиноид)
Ајнштајниум (актиноид)
Фермиум (актиноид)
Менделевиум (актиноид)
Нобелиум (актиноид)
Лоренциум (актиноид)
Радерфордиум (преоден метал)
Дубниум (преоден метал)
Сиборгиум (преоден метал)
Бориум (преоден метал)
Хасиум (преоден метал)
Мајтнериум (непознати хемиски својства)
Дармштатиум (непознати хемиски својства)
Рентгениум (непознати хемиски својства)
Копернициум (преоден метал)
Нихониум (непознати хемиски својства)
Флеровиум (слаб метал)
Московиум (непознати хемиски својства)
Ливермориум (непознати хемиски својства)
Тенесин (непознати хемиски својства)
Оганесон (непознати хемиски својства)
Rh

Ir

Mt
осмиумиридиумплатина
Атомски број77
Стандардна атомска тежина (±) (Ar)192,217(3)[1]
Категорија  преоден метал
Група и блокгрупа 9, d-блок
ПериодаVI периода
Електронска конфигурација[Xe] 4f14 5d7 6s2
по обвивка
2, 8, 18, 32, 15, 2
Физички својства
Фазацврста
Точка на топење2.719 K ​(2.446 °C)
Точка на вриење4.403 K ​(4.130 °C)
Густина близу с.т.22,56 г/см3
кога е течен, при т.т.19 г/см3
Топлина на топење41,12 kJ/mol
Топлина на испарување564 kJ/mol
Моларен топлински капацитет25,10 J/(mol·K)
парен притисок
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
при T (K) 2.713 2.957 3.252 3.614 4.069 4.659
Атомски својства
Оксидациони степени−3, −1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9[2]
ЕлектронегативностПолингова скала: 2,20
Енергии на јонизацијаI: 880 kJ/mol
II: 1.600 kJ/mol
Атомски полупречникемпириски: 136 пм
Ковалентен полупречник141±6 пм
Color lines in a spectral range
Спектрални линии на иридиум
Разни податоци
Кристална структурастраноцентрична коцкеста (сцк)
Кристалната структура на иридиумот
Брзина на звукот тенка прачка4.825 м/с (при 20 °C)
Топлинско ширење6,4 µм/(m·K)
Топлинска спроводливост147 W/(m·K)
Електрична отпорност47,1 nΩ·m (при 20 °C)
Магнетно подредувањепарамагнетно[3]
Модул на растегливост528 GPa
Модул на смолкнување210 GPa
Модул на збивливост320 GPa
Поасонов сооднос0,26
Мосова тврдост6,5
Викерсова тврдост1.760–2.200 MPa
Бринелова тврдост1.670 MPa
CAS-број7439-88-5
Историја
Откривање и првото издвојувањеСмитсон Тенант (1803)
Најстабилни изотопи
Главна статија: Изотопи на иридиумот
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП
188Ir веш 1,73 d ε 1,64 188Os
189Ir веш 13,2 d ε 0,532 189Os
190Ir веш 11,8 d ε 2 190Os
191Ir 37,3% (α) 2,0839 187Re
192Ir веш 73,827 d β 1,460 192Pt
ε 1,046 192Os
192m2Ir веш 241 y m 0,161 192Ir
193Ir 62,7% (α) 1,0173 189Re
193mIr веш 10,5 d m 0,080 193Ir
194Ir веш 19,3 h β 2,247 194Pt
194m2Ir веш 171 d m 194Ir
Режимите на распад во загради се предвидени, но сè уште не се забележани
| наводи | Википодатоци

Иридиум е хемиски елемент откриен во 1803 година помеѓу нерастворливи нечистотии во природна платина. Смитсон Тенант, примарен пронаоѓач, го иритира иридиот за грчката божица Ирис, олицетворение на виножитото, поради впечатливите и разновидни бои на неговите соли. Иридиум е еден од најретките елементи во Земјината кора, со годишно производство и потрошувачка од само три тони. 191Ir и 193Ir се единствените два природни изотопи на иридиум, како и единствените стабилни изотопи; вториот е повеќе изобилен од двете.

Најважните соединенија на иридиум во употреба се соли и киселини што се формираат со хлор, иако iridium, исто така, формира голем број на органометални соединенија кои се користат во индустриската катализа и во истражувањата. Метал Iridium се користи кога е потребна висока отпорност на корозија на високи температури, како кај свеќи со високи перформанси, спојници за прекријализирање на полупроводници на високи температури и електроди за производство на хлор во хлоралкали процесот. Иридиум радиоизотопите се користат во некои радиоизотопски термоелектрични генератори.

Иридиум се наоѓа во метеорити во многу повисоки изобилство отколку во Земјината кора.[4] Поради оваа причина, невообичаено големото изобилство на иридиум во глинениот слој на границата на креда-палеогенот доведоа до хипотезата на Алварез дека влијанието на огромен вонземски објект предизвикало исчезнување на диносаурусите и многу други видови пред 66 милиони години. Слично на тоа, iridium аномалија во јадрото примероци од Тихиот Океан сугерираше влијанието на Елтанин од околу 2,5 милиони години.

Се смета дека вкупната количина на иридиум на планетата Земја е многу повисока од онаа забележана кај коралните карпи, но како и кај другите метали на платина, високата густина и тенденцијата на иридиум да се поврзуваат со железо предизвикаа повеќето иридиум да се спуштат под кора кога планетата беше млада и се уште стоеше.

Карактеристики[уреди | уреди извор]

Физички својства[уреди | уреди извор]

Член на метали на платина, иридиум е бел, сличен на платина, но со мало жолтеникаво фрлање. Поради својата цврстина, кршливост и многу висока точка на топење, цврстиот иридиум е тешко да се машинира, формира или работи; на тој начин, вообичаено се користи металургија во прав. [5] Тоа е единствениот метал за одржување на добри механички својства во воздухот на температура над 1.600 ° C (2.910 ° F). [7] Таа има 10-то највисока точка на вриење меѓу сите елементи и станува суперпроводник на температура под 0,14 K. [8]

Модулот на еластичност на Иридиум е втор највисок меѓу металите, кој се надминува само со осмиум. ​​[7] Ова, заедно со модул со висока смолкнување и многу ниска бројка за односот на Поасон (односот на надолжниот на страничниот вирус), укажуваат на високиот степен на вкочанетост и отпорност на деформација, кои ја претставија својата изработка во корисни компоненти, што е голема тешкотија. И покрај овие ограничувања и високата цена на иридиум, се развија голем број апликации каде што механичката сила е суштински фактор во некои од исклучително тешките услови во современата технологија. [7]

Измерената густина на иридиум е само малку пониска (за околу 0,12%) од онаа на осмиум, познат е најгустата метална [9]. [10] Се појави некаква двосмисленост во врска со тоа кој од двата елементи е погуст, поради малата големина на разликата во густината и тешкотиите при мерењето на тоа, [11] но, со зголемена точност во факторите што се користат за пресметување на густината на х-зраци кристалографски податоци давале густини од 22,56 g / cm3 за иридиум и 22,59 g / cm3 за осмиум. ​​[12]

Хемиски својства[уреди | уреди извор]

Иридиум е најкористен метал што е отпорен на корозија: [13] не е нападнат од речиси секоја киселина, аква регрија, стопена метали или силикати на високи температури. Меѓутоа, може да биде нападнат од некои стопени соли, како што се натриум цијанид и калиум цијанид [14], како и кислород и халогени (особено флуор) [15] при повисоки температури. [16] Иридиум, исто така, реагира директно со сулфур при атмосферски притисок за да се добие иридиум дисулфид. [17]

Соединенија[уреди | уреди извор]

Иридиум формира соединенија во оксидациски состојби помеѓу -3 и +9; најчестите оксидациски состојби се +3 и +4. [6] Добро карактеризирани примери на висока оксидациона состојба со висока 6 е ретка, но вклучуваат ИРФ

6 и два мешани оксиди Ср

2MgIrO

6 и Ср

2CaIrO

6. [6] [18] Покрај тоа, во 2009 година беше објавено дека iridium (VIII) оксид (IrO

4) беше подготвен во услови на матрица изолација (6 K во Ar) со UV зрачење на комплекс на иридиум-пероксо. Меѓутоа, овој вид не се очекува да биде стабилен како суштинска маса на повисоки температури. [19] Највисоката стапка на оксидација (+9), која е исто така највисока регистрирана за секој елемент, е позната само во еден катјон, IrO +

4; таа е позната само како гасни фазни видови и не е познато дека формира какви било соли. [2]

Иридиум диоксид, IrO

2, сина црна цврста, е единствениот добро орасен оксид на иридиум. [6] Сесквиоксид, Ир

3, е опишан како сино-црн прав кој се оксидира до IrO

2 од ХНО

3. [15] Соодветните дисулфиди, диселениди, сесквисулициди и сесциклиниди се познати, и IrS

3, исто така, се пријавени. [6] Иридиум, исто така, формира иридити со оксидациски состојби +4 и +5, како што е К

2IrO

3 и КИРО

3, кој може да се подготви од реакцијата на калиум оксид или калиум супероксид со иридиум на високи температури. [20]

Иако нема бинарни хидриди на иридиум, Ир

xH

y се познати, се познати комплекси кои содржат IrH4-

5 и IrH3-

6, каде што иридиумот има статус на оксидација на +1 и +3, соодветно. [21] Троичниот хидрид Mg

6Ir

2H

11 се верува дека содржи и IrH4-

5 и 18-електронскиот IrH5-

4 анјон. [22]

Не се познати монохалиди или дихалиди, додека трихалиди, IrX

3, се познати по сите халогени. [6] За состојбата на оксидација +4 и погоре, се познати само тетрафлуорид, пентафлуорид и хексафлуорид. [6] Иридиум хексафлуорид, IrF

6, е испарлива и високо реактивна жолта цврста, составена од октаедрични молекули. Се распаѓа во вода и се сведува на IrF

4, кристална цврста, со иридиум црна. [6] Иридиум пентафлуорид има слични својства, но всушност е тетрамер, Ир

4F

20, формирана од четири октаедри за споделување на агли. [6] Иридиум метал се раствора во стопена алкално-метални цијаниди за да се произведе Ir (CN) 3+

6 (хексацианиридат) јон.


Комплексот на Васка

Хексахлориридна (IV) киселина, H

2IrCl

6, и неговата амониумска сол се најважните иридиумски соединенија од индустриска перспектива. [23] Тие се вклучени во прочистувањето на иридиум и се користат како претходници за повеќето други иридиумски соединенија, како и за подготовка на анодни премази. На IrCl2-

6 јон има интензивна темно кафеава боја, и може лесно да се сведе на светло обоени IrCl3-

6 и обратно. [23] Иридиум трихлорид, IrCl

3, кој може да се добие во безводна форма од директна оксидација на иридиум во прав со хлор на 650 ° C, [23] или во хидрирана форма со растворање на Ir

3 во хлороводородна киселина, често се користи како почетен материјал за синтеза на други Ir (III) соединенија. [6] Друго соединение кое се користи како почетна материјал е амониум хексахлориридат (III), (NH

4)

3IrCl

6. Иридиум (III) комплекси се дијамагнетски (ниско-спин) и обично имаат октаедрична молекуларна геометрија. [6]

Органоидиумските соединенија содржат иридиум-јаглеродни врски, каде што металот обично е во пониски оксидациски состојби. На пример, нултата оксидациона држава е најдена во тетраиридиум додекакарбонил, Ir

4 (CO)

12, кој е најчест и стабилен бинарен карбонил на иридиум. [6] Во ова соединение, секој од иридиум атомите е поврзан со другите три, формирајќи тетраедарски кластер. Некои органометални соединенија Ir (I) се доволно забележливи за да бидат именувани по нивните откритија. Едниот е комплексот на Васка, IrCl (CO) [P (C

6H

5)

3]

2, кој има необично својство на врзување за молекулата на кислород, O

2. [24] Друг е катализатор на Crabtree, хомоген катализатор за реакции на хидрогенизација. [25] Овие соединенија се и квадратни рамни, d8 комплекси, со вкупно 16 валентни електрони, кои ја сочинуваат нивната реактивност. [26]

Органски ЛЕР материјал базиран на иридиум е документиран и се покажа како многу посветлен од DPA или PPV, па така може да биде основа за флексибилно осветлување на OLED во иднина. [27]

Изотопи[уреди | уреди извор]

Иридиум има два природни изотопи, 191Ir и 193Ir, со природни изобилие од 37,3% и 62,7%, соодветно. [28] Најмал 37 радиоизотопи, исто така, се синтетизираат, опфаќајќи масен број од 164 до 202. 192Ir, кој паѓа помеѓу двата стабилни изотопи, е најстабилниот радиоизотоп, со полуживот од 73.827 дена и наоѓа апликација во брахитерапија [29 ] и во индустриската радиографија, особено за неразрушното тестирање на заварени челици во индустријата за нафта и гас; Иридиум-192 извори биле вклучени во голем број радиолошки несреќи. Три други изотопи имаат полуживот од најмалку еден ден-188Ir, 189Ir и 190Ir. [28] Изотопи со маси под 191 распаѓање со некоја комбинација на β + распаѓање, α распаѓање и (ретка) протонска емисија, со исклучок на 189Ir, која се распаѓа со електронски апсење. Синтетички изотопи потешки од 191 распаѓање со β-распаѓање, иако 192Ir, исто така, има и мала патека на пад на електронски зафати. [28] Сите познати изотопи на иридиум биле откриени помеѓу 1934 и 2008 година, а најновите откритија биле 200-202Ir. [30]

Најмалку 32 метастабилни изомери се карактеризираат, опфаќајќи маса од 164 на 197. Најстабиот од овие е 192m2Ir, кој се распаѓа со изомерна транзиција со полуживот од 241 година, [28] што го прави постабилен од било кој синтетички изотопи на иридиум во нивните основни состојби. Најмал стабилен изомер е 190m3Ir со полуживот од само 2 μs. [28] Изотопот 191Ir беше првиот од секој елемент кој требаше да биде прикажан да прикаже ефект на Месбауер. Ова го прави корисно за Месбауер спектроскопијата за истражување во физиката, хемијата, биохемијата, металургијата и минералогијата. [31]

Историја[уреди | уреди извор]

Платина група[уреди | уреди извор]

Откривањето на иридиум е испреплетено со оној на платината и другите метали на платинската група. Мајчин платина што ја користеле древните Етиопјани [32] и од Јужноамериканските култури [33] секогаш содржи мало количество на други метали на платина, вклучувајќи ириум. Платинум стигнал во Европа како платина ("сребрена"), откриена во 17 век од страна на шпанските освојувачи во регионот денес познат како оддел на Чоко во Колумбија. [34] Откритието дека овој метал не е легура на познати елементи, туку наместо нов посебен елемент, не се случил до 1748 година. [35]

Откривање[уреди | уреди извор]

Хемичарите кои го проучувале платинот го растворија во aqua regia (мешавина на хлороводородна и азотна киселина) за да создадат растворливи соли. Тие секогаш забележале мала количина на темни, нерастворливи остатоци. [7] Џозеф Луј Пруст сметал дека остатокот е графит. [7] Француските хемичари Виктор Колт-Дескотили, Антоан Франсоа, Comte de Fourcroy и Луј Никола Вакелин исто така го набљудувале црниот остаток во 1803, но не добиле доволно за понатамошни експерименти. [7]

Во 1803 година британскиот научник Смитсон Тенант (1761-1815) ги анализирал нерастворливите остатоци и заклучил дека мора да содржи нов метал. Vauquelin го третирал прав наизменично со алкали и киселини [13] и добил испарлив нов оксид, за кој верувал дека е од овој нов метал - кој го нарекол ptene, од грчкиот збор πτηνός ptēnós, "крилесто". [37] [37 ] Теннант, кој ја искористил многу поголемата количина остаток, го продолжил своето истражување и ги идентификувал двата претходно неоткриени елементи во црниот остаток, иридиум и осмиум. ​​[7] [13] Тој доби темноцрвени кристали (веројатно од На

2 [IrCl

6] · nH

2O) со низа реакции со натриумхидроксид и хлороводородна киселина. [37] Тој го иритира иридиумот по Ирис (Ἶρις), грчката крилест божица на виножитото и гласник на олимписките богови, бидејќи многу од солите што ги добил биле силно обоени [забелешка 2]. [38] Откривањето на новите елементи е документирано во писмо до Кралското друштво на 21 јуни 1804. [7] [39]

Металообработка и апликации[уреди | уреди извор]

Британскиот научник Џон Џорџ Дејт беше прв кој стопи примерок од иридиум во 1813 година со помош на "најголемата галванична батерија што некогаш била изградена" (во тоа време). [7] Првиот кој добил висока чистота на иридиум бил Роберт Харе во 1842 година. Тој открил дека има густина од околу 21,8 g / cm3 и забележал дека металот е речиси неподнослив и многу тежок. Првото топење во значителна количина го направиле Анри Сент-Клер Девил и Жулс Анри Дебре во 1860 година. Тие барале да се запалат повеќе од 300 литри чист О

2 и H

2 гас за секој килограм иридиум. [7]

Овие екстремни потешкотии во топењето на металот ги ограничуваа можностите за ракување со иридиум. Џон Исак Хокинс се обидуваше да добие парична казна и тврда точка за пенкало, и во 1834 година успеа да создаде златна пенкало со ириум. Во 1880 година, Џон Холандија и Вилијам Лофланд Дадли успеаја да се топат иридиум со додавање на фосфор и патентиран процесот во САД; Британската компанија Џонсон Мети подоцна изјави дека користеле сличен процес од 1837 година и веќе претставиле споен иридиум на голем број светски саеми. [7] Првата употреба на легирање на иридиум со рутениум во термопарови беше направена од Ото Феуснер во 1933 година. Овие услови овозможија мерење на високи температури во воздухот до 2000 ° C. [7]

Во Минхен, Германија во 1957 година, Рудолф Месбауер, во она што се нарекува еден од "обележјата експерименти во физиката од дваесеттиот век", [40] откриле резонантна и отпорност на емисија и апсорпција на гама зраци со атоми во солиден примерок од метал кој содржи само 191Ir. [41] Овој феномен, познат како ефект на Месбауер (којшто оттогаш бил забележан кај други јадра, како што е 57Fe), и развиен како Месбауер спектроскопија, направил важен придонес во истражувањата во физиката, хемијата, биохемијата, металургијата и минералогијата. [31] Месбауер ја доби Нобеловата награда за физика во 1961 година, на 32-годишна возраст, само три години откако го објави своето откритие. [42] Во 1986 година Рудолф Мосбауер беше одликуван за неговите достигнувања со медалот Алберт Ајнштајн и медалот Елиот Кресон.

Појава[уреди | уреди извор]

Иридиум е еден од деветте најслаби стабилни елементи во Земјината кора, со просечна масена фракција од 0.001 ppm во корална карпа; платина е 10 пати повеќе изобилство, злато е 40 пати повеќе изобилство, а среброто и живата се 80 пати повеќе изобилие. [6] Телуриумот е исто толку изобилен како иридиум. [6] За разлика од нејзиното мало изобилство во коралниот карпа, иридиумот е релативно чест кај метеоритите, со концентрации од 0,5 ppm или повеќе. [44] Целокупната концентрација на iridium на Земјата се смета дека е многу повисока од онаа што се забележува кај карпите на кора, но поради густината и сидеофиличниот ("сакан") карактер на иридиум, се спушташе под кората и во јадрото на Земјата кога планетата сè уште беше стопена. [23]

Иридиум се наоѓа во природата како некомбиниран елемент или во природни легури; особено на иридиум-осмиумските легури, осмириум (богат со осмиум) и иридосмиум (богат со ириум). [13] Во никел и бакар депозити, метали на платина група се јавуваат како сулфиди (т.е. (Pt, Pd) S), телуриди (т.е. PtBiTe), антимониди (PdSb) и арсениди (т.е. PtAs

2). Во сите овие соединенија платина се разменува со мала количина на иридиум и осмиум. Како и кај сите метали на платина, iridium може да се најде природно во легури со суров никел или суров бакар. [45] Познати се голем број на доминантни минерали од иридиум, со иридиум како елемент кој формира видот. Тие се многу ретки и често ги претставуваат иридиумните аналози на горенаведените. Примерите се ирачки и куроиридин, за да споменам некои. [46] [47] [48] [49] [50]

Во внатрешноста на Земјината кора, iridium се наоѓа во највисоки концентрации во три вида геолошка структура: вулкански депозити (корални удари одоздола), кратери за удари и депозити преработени од една од поранешните структури. Најголемите познати примарни резерви се наоѓаат во комплексот на Бушвелд во Јужна Африка, [51] (во близина на најголемиот познат кратер на ударот, кратерот Вредфорт), иако големите депозити од бакар-никел во близина на Норилск во Русија и во Садберискиот басен кратер) во Канада исто така се значајни извори на иридиум. Помалите резерви се наоѓаат во САД. [51] Иридиум, исто така, се наоѓа во секундарните депозити, во комбинација со платина и други метали на платина во алувијалните депозити. Алувијалните депозити што ги користат претколумболиските луѓе во Одделот за Чоко на Колумбија сé уште се извор на метали на платина. Од 2003 година, светските резерви не се проценети. [13]

Границата на креда-палеогенот[уреди | уреди извор]

Границата [границата со креда и палеогени] од 66 милиони години, означувајќи ја временската граница помеѓу периодите на креда и палеогенот во геолошко време, беше идентификуван со тенок слој на глината богата со иридиум. [52] Тимот предводен од Луис Алварез предложен во 1980 година е вонземјано потекло за овој иридиум, припишувајќи го на удар на астероид или комета. [52] Нивната теорија, позната како хипотезата на Алварез, сега е широко прифатена да објасни за истребување на не-птичји диносауруси. Голема погребана структура на кратерот на удари со проценета возраст од околу 66 милиони години подоцна беше идентификувана според она што сега е полуостровот Јукатан (кратерот Chicxulub). [53] [54] Дјуи М. Меклин и други тврдат дека иридиумот можеби е од вулканско потекло, наместо тоа, бидејќи јадрото на Земјата е богато со иридиум, а активните вулкани како Piton de la Fournaise, на островот Реунион, сè уште ослободуваат иридиум. [55] [56]

Производство[уреди | уреди извор]

Иридиум, исто така, се добива комерцијално како нуспроизвод од никел и бакар за обработка и преработка. Во текот на електроразличувањето на бакар и никел, благородните метали како што се среброто, златото и металите на платинската група, како и селенот и телуриумот, се допираат до дното на ќелијата како анодна кал, што ја формира почетната точка за нивна екстракција. За да ги раздвојат металите, тие прво мора да бидат решени. Неколку методи за одделување се достапни во зависност од природата на мешавината; две репрезентативни методи се фузија со натриум пероксид проследено со растворање во аква регенерација и растворање во мешавина од хлор со хлороводородна киселина. [23] [51]

Откако смесата се раствора, иридиумот е одделен од другите метали на платина, со преципитација на амониум хексахлориридат ((NH

4)

2IrCl

6) или со екстракција на IrCl2-

6 со органски амини. [58] Првиот метод е сличен на постапката Tennant и Wollaston кои се користат за нивно раздвојување. Вториот метод може да се планира како континуирана екстракција на течноста и течноста и затоа е погодна за производство на индустриски обем. Во секој случај, производот се намалува со употреба на водород, давајќи го метал како прашок или сунѓер кој може да се третира користејќи техники на металургија во прав. [59] [60]

Цените на иридиум флуктуираа во значителен опсег. Со релативно мал волумен на светскиот пазар (во споредба со други индустриски метали како алуминиум или бакар), цената на иридиумот реагира силно на нестабилноста во производството, побарувачката, шпекулациите, купувањето и политиката во земјите-производители. Како супстанција со ретки својства, нејзината цена е особено под влијание на промените во современата технологија: постепеното намалување помеѓу 2001 и 2003 година е поврзано со преголемото снабдување со IR crucibles кои се користат за индустриски раст на големи монокристали. [57] [61] Исто така цените над 1000USD / oz помеѓу 2010 и 2014 година се објаснети со инсталирање на производствени капацитети за монокристални сафири кои се користат во LED осветлување за телевизори. [62]

Апликации[уреди | уреди извор]

Побарувачката за iridium се зголеми од 2,5 тони во 2009 година на 10,4 тони во 2010 година, главно поради апликации поврзани со електроника кои забележаа пораст од 0,2 до 6 тони - iridium crucibles најчесто се користат за одгледување на големи висококвалитетни монокристали, побарувачка за која значително се зголеми. Ова зголемување на потрошувачката на иридиум се предвидува да се засити поради акумулираните резерви на пресудни моменти, како што се случи во почетокот на 2000-тите. Други главни апликации вклучуваат свеќички кои консумираат 0,78 тони иридиум во 2007 година, електроди за хлоралкали процес (1,1 т во 2007 година) и хемиски катализатори (0,75 т во 2007). [57] [63]

Индустриски и медицински[уреди | уреди извор]

Молекуларна структура на Ir (mppy)

3

Високиот степен на топење, тврдост и отпорност на корозија на иридиум и неговите легури ги одредуваат повеќето од неговите апликации. Иридиум (или понекогаш платиумски легури или осмиум) и претежно иридиумски легури имаат ниско ниво на абење и се користат, на пример, за мулти-спојни спојници, преку кои се топи пластичен полимер се екструдира за да формираат влакна, како што се вискоза [64]. Осмиум-иридиум се користи за лежишта на компас и за рамнотежи. [65]

Нивната отпорност на лак-ерозија ги прави иридиумските легури идеални за електрични контакти за свеќички, [66] [67] и свеќички базирани на иридиум се користат во воздухопловството.

Чистиот иридиум е исклучително кршлив, до тој степен што тешко може да се завари, бидејќи зоната погодена од топлина е пукнатина, но може да се направи повеќе пластична со додавање на мали количества титаниум и циркониум (0.2% од секој изгледа добро) [68]

Корозијата и отпорноста на топлина го прават иридиумот важен легирање. Одредени делови од моторот со долг животен век се направени од легура на иридиум, а легура на иридиум-титаниум се користи за длабоки водоводни цевки поради неговата отпорност на корозија. [13] Иридиум исто така се користи како стврднувач во легурите на платина. Тврдоста на Викерс чистата платина е 56 HV, додека платината со 50% ириум може да достигне над 500 HV. [69] [70]

Уредите кои мора да издржат екстремно високи температури често се направени од иридиум. На пример, во Чехралскиот процес се употребуваат високотемпературни садови од иридиум изработени од иридиум за производство на оксидни монокристали (како што се сафири) за употреба во компјутерски мемориски уреди и во ласери со цврста состојба [66]. [71] Кристалите, како што се гадолиниум галиум гранат и иттриум галиум гранат, се одгледуваат со топење пред-синтерувани полнења на мешани оксиди под оксидирачки услови на температура до 2100 ° C. [7]

Иридиумските соединенија се користат како катализатори во процесот на Cativa за карбонилација на метанол за да се произведе оцетна киселина. [72]

Радиоизотопот иридиум-192 е еден од двата најважни извори на енергија за употреба во индустриската γ-радиографија за недеструктивно тестирање на метали. [73] [74] Дополнително, 192Ir се користи како извор на гама-зрачење за третман на рак со брахитерапија, форма на радиотерапија, каде што затворен радиоактивен извор се става во или до областа каде што е потребен третман. Специфични третмани вклучуваат брахитерапија со простата доза, брахитерапија на билијарниот канал и брахиреапија на грлото на матката. [13]

Во февруари 2019 година, медицинските научници објавија дека iridium во прилог на албумин, создавајќи фотосензибилизирана молекула, може да продира во клетките на ракот и, откако ќе биде озрачен со светлина (процес наречен фотодинамичка терапија), ги уништува клетките на ракот. [75] [76]

Иридиум е добар катализатор за распаѓање на хидразин (во топол азот и амонијак), и ова се користи во практиката во ракетните мотори со низок притисок; има повеќе детали во написот за монопропуларна ракета.

Научни[уреди | уреди извор]

Меѓународен прототип метар бар

Легура од 90% платина и 10% иридиум беше употребена во 1889 година за да се изгради Меѓународниот прототип на метар и килограм маса, што ја води Меѓународното биро за тежини и мерки близу Париз. [13] Металната лента беше заменета како дефиниција на основната единица на должина во 1960 година со линија во атомскиот спектар на криптонот, но килограм прототипот сеуште е меѓународен стандард на маса (до 20 мај 2019 година) [78]

Иридиум се користи во радиоизотопските термоелектрични генератори на беспилотни летала како што се Војаџер, Викинг, Пионер, Касини, Галилео и Новите хоризонти. Iridium беше избран да го капсулира горивото плутониум-238 во генераторот, бидејќи може да издржи оперативни температури до 2000 ° C и за неговата голема сила [7].

Друга употреба се однесува на рендгенската оптика, особено на телескопите со рентгенски зраци. [79] Огледалата на Опсерваторијата на Хандра на Чандра се обложени со слој од iridium 60 nm дебелина. Иридиум се покажа како најдобар избор за рефлектирање на Х-зраците по никел, злато и платина. Слој на иридиум, кој мораше да биде мазен во рамките на неколку атоми, беше нанесен со депонирање на пареата на иридиум под висок вакуум на база на слој на хром. [80]

Иридиум се користи во физиката на честички за производство на антипротони, форма на антиматерија. Антипротоните се направени со снимање на протонски зрак со висок интензитет при конверзија, што треба да се направи од материјал со многу висока густина. Иако волфрам може да се користи наместо тоа, iridium ја има предноста на подобра стабилност под ударните бранови предизвикани од порастот на температурата поради инцидентни зраци. [81]


Оксидативно додавање на јаглеводороди во органоиридиумовата хемија [82] [83]

Активацијата на јаглерод-водородните врски (C-H активација) е област на истражување на реакции кои ги прицврстуваат јаглерод-водородните врски, кои традиционално се сметаа за нереактивни. Првите пријавени успеси при активирање на C-H врски во заситените јаглеводороди, објавени во 1982 година, користеле органометални иридиумски комплекси кои се подложени на оксидативно додавање со јаглеводородот. [82] [83]

Иридиумските комплекси се испитуваат како катализатори за асиметрична хидрогенација. Овие катализатори се користат во синтезата на природни производи и можат да ги хидрогенираат одредени тешки супстрати, како што се нефикнуирани алкени, енантиоселективно (генерирање само еден од двата можни енантиомери). [84] [85]

Иридиум формира различни комплекси од фундаментален интерес за триплетна берба [86] [87] [88]

Историски[уреди | уреди извор]

Иридиум-осмиумските легури се користеа во совети за фибер пенкало. Првата голема употреба на иридиум била во 1834 година во коцки монтирани на злато. [7] Од 1944 година, познатата ткаена пенкало Parker 51 беше опремена со пиштол од рутениум и легура на иридиум (со 3,8% иридиум). Материјалот на врвот во модерните пенкала за фонтани сеуште е конвенционално наречен "иридиум", иако во него ретко има ириум; други метали како што се рутениум, осмиум и волфрам се заземаат. [89]

Иридиум-платина легура се користи за дупки на допир или пропустливи парчиња топови. Според извештајот на Париската изложба од 1867 година, едно од деловите што ги изложуваат Џонсон и Мети "се употребува во пиштол Withworth за повеќе од 3000 круга и едвај покажува знаци на носење. Оние кои знаат постојана неволја и трошоците кои се предизвикани со носење на вентилаторите на топови кога се активни, ќе ја ценат оваа важна адаптација ". [90]

Пигментниот iridium black, кој се состои од многу ситно поделен iridium, се користи за цртање порцелан интензивна црна боја; беше кажано дека "сите други порцелански црни бои се појавуваат сиви од страна на тоа". [91]

Мерки на претпазливост[уреди | уреди извор]

Иридиум во обемна метална форма не е биолошки значаен или опасен за здравјето поради недостатокот на реактивност со ткивата; има само околу 20 делови на трилион на иридиум во човечкото ткиво. [13] Како и повеќето метали, ситно поделен иридиумски прав може да биде опасен за ракување, бидејќи е иритант и може да запали во воздух. [51] Многу малку е познато за токсичноста на соединенијата на иридиум, бидејќи тие се користат во многу мали количини, но растворливите соли, како што се иридиум халидите, може да бидат опасни поради други елементи, освен иридиум или поради самиот иридиум. [29] Сепак, повеќето иридиумови соединенија се нерастворливи, што ја отежнува апсорпцијата во телото. [13]

Радиоизотоп на иридиум, 192

Ир, е опасно, како и другите радиоактивни изотопи. Единствените пријавени повреди поврзани со иридиум се однесуваат на случајно изложување на зрачење од 192

Ир се користи во брахитерапија. [29] Високо енергетско гама зрачење од 192

Ир може да го зголеми ризикот од рак. Надворешната експозиција може да предизвика изгореници, труење со радијација и смрт. Проголтувањето на 192Ir може да ги изгори облогите на желудникот и цревата [92]. 192Ir, 192mIr и 194mIr имаат тенденција да се депонираат во црниот дроб и можат да претставуваат опасност по здравјето од гама и бета радиоактивност. [44]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
  2. Wang, Guanjun; Zhou, Mingfei; Goettel, James T.; Schrobilgen, Gary G.; Su, Jing; Li, Jun; Schlöder, Tobias; Riedel, Sebastian (2014 г). Identification of an iridium-containing compound with a formal oxidation state of IX. „Nature“ том  514: 475–477. doi:10.1038/nature13795. 
  3. Lide, D. R., уред (2005). „Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds“. CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th издание). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. http://web.archive.org/web/20110303222309/http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf. 
  4. Becker, Luann. Repeated Blows. „Scientific American“ том  286 (3): 77–83. doi:10.1038/scientificamerican0302-76. Bibcode2002SciAm.286c..76B. http://www.miracosta.edu/home/kmeldahl/articles/blows.pdf. посет. 19 јануари 2016 г. 
  5. Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име greenwood.
Група 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Алкални метали Земно­алкални метали Пникто­гени Хал­ко­гени Хало­гени Благо­родни гасови
Периода

I

водо­род
1
хе­лиум
2
II
ли­тиум
3
бери­лиум
4
бор
5
јагле­род
6
азот
7
кисло­род
8
флуор
9
неон
10
III
нат­риум
11
магне­зиум
12
алуми­ниум
13
сили­циум
14
фосфор
15
сулфур
16
хлор
17
аргон
18
IV
ка­лиум
19
кал­циум
20
скан­диум
21
титан
22
вана­диум
23
хром
24
манган
25
железо
26
кобалт
27
никел
28
бакар
29
цинк
30
галиум
31
герма­ниум
32
арсен
33
селен
34
бром
35
крип­тон
36
V
руби­диум
37
строн­циум
38
итриум
39
цирко­ниум
40
нио­биум
41
моли­бден
42
техни­циум
43
руте­ниум
44
ро­диум
45
пала­диум
46
сребро
47
кад­миум
48
индиум
49
калај
50
анти­мон
51
телур
52
јод
53
ксенон
54
VI
це­зиум
55
ба­риум
56
1 asterisk
луте­циум
71
хаф­ниум
72
тантал
73
вол­фрам
74
ре­ниум
75
ос­миум
76
иридиум
77
пла­тина
78
злато
79
жива
80
талиум
81
олово
82
биз­мут
83
поло­ниум
84
астат
85
радон
86
VII
фран­циум
87
ра­диум
88
2 asterisks
лорен­циум
103
радер­фордиум
104
дуб­ниум
105
сибор­гиум
106
бо­риум
107
ха­сиум
108
мајт­нериум
109
фарм­штатиум
110
рент­гениум
111
копер­нициум
112
нихо­ниум
113
флеро­виум
114
моско­виум
115
ливер­мориум
116
тене­син
117
ога­несон
118
1 asterisk
лантан
57
цериум
58
празе­одиум
59
нео­диум
60
проме­тиум
61
сама­риум
62
евро­пиум
63
гадоли­ниум
64
тер­биум
65
диспро­зиум
66
хол­миум
67
ербиум
68
талиум
69
итер­биум
70
 
2 asterisks
акти­ниум
89
то­риум
90
протак­тиниум
91
ура­ниум
92
непту­ниум
93
плуто­ниум
94
амери­циум
95
кириум
96
берк­лиум
97
калифор­ниум
98
ајнштај­ниум
99
фер­миум
100
менде­левиум
101
нобел­лиум
102
 

црно = цврста зелено = течна црвено = гасна grey=непозната Боја на атомскиот број ја прикажува агрегатната состојба (при 0 °C и 1 атм)
Првичен Од распад Вештачки Границата го прикажува природното наоѓање на елементот
Позадинска боја прикажува поткатегорија во трендот метал-металоид-неметал:
Метал Металоид Неметал непознати
хемиски
својства
Алкален метал Земноалкален метал Ланта­ноид Актиноид Преоден метал Слаб метал Пов-атом. неметал Двоатом. неметал Благороден гас