Պալադիում

Պալադիում (լատին․՝ Palladium), քիմիական տարր է, որի նշանն է Pd, պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության 8-րդ խմբի քիմիական տարր։ Ազնիվ մետաղ է, պատկանում է պլատինային մետաղների շարքին։ Կարգահամարը՝ 46, ատոմական զանգվածը՝ 106,4։

46 Ռոդիում ← Պալադիում → Արծաթ Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 46Pd
Արծաթափայլ փափուկ, մածուցիկ կռելի մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Պալադիում / Palladium (Pd), Pd, 46
Խումբ, պարբերություն, բլոկ	7, 5,
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	106,42(1) զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Kr] 4d10
Ատոմի շառավիղ	137 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	128 պմ
Իոնի շառավիղ	(+4e) 65 (+2e) 80 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	2,20 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	0
Օքսիդացման աստիճաններ	0, +1, +2, +3, +4, +5, +6
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	803,5(8,33) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	1827 Կ
Եռման ջերմաստիճան	2940 Կ
Մոլյար ջերմունակություն	25,8 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	8,9 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	Խորանարդ, վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	3,890
Դեբայի ջերմաստիճան	274 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 71,8 Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

46	Պալադիում
Pd 106,42
4d10

d տարր է։ Ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s²4p⁶4d¹⁰5s°։ К, L, М թաղանթները լրացված են։ Պլատինային մետաղներից ամենաթեթևն ու դյուրահալն է։

Պատմություն

Պալադիումը հայտնաբերել է անգլիացի գիտնական Ու․ Վոլաստոնը (անգլ.՝ William Hyde Wollaston) 1803 թվականին, բնածին պլատինում։ Անվանվել է ի պատիվ Պալաս մոլորակի (հայտնաբերվել է 1802 թվականին)։

Ու․ Վոլաստոնը (1766-1828) - պալադիումի առաջին հայտնաբերողը։

Ստացում

Պալադիումի ստացման հիմնական հումքը պլատինային մետաղների կոնցենտրատն է, որն ստացվում է նիկելի էլեկտրոլիզային ստացման անոդային շլամներից, երբեմն նաև հանքանյութից։ Կոնցենտրատը մշակում են արքայաջրով։

Պլատինը և իրիդիումը լուծույթից անջատվելուց հետո պալադիումը նստեցնում են [Pd(NH₃)₂Cl₂] կոմպլեքսային աղի ձևով։ Այն մաքրում են ամոնիակի լուծույթի ավելցուկում լուծելով և աղաթթվով վերանսաեցնելով։ Այնուհետե շիկացնում են (800-900 °C) և ստացված սպունգաձե պալադիումը մանրելուց հետո վերականգնում ջրածնի հոսանքում։ Ստացվում է 99,8-99,9 % մաքրության պալադիումի փոշի։ Հալում են վակուումում կամ իներտ միջավայրում (Ar, Ne)։

Բնության մեջ

Պալադիումը հազվագյուտ մետաղ է, պարունակությունը երկրակեղևում՝ 1,3․10⁻⁶ զանգված % ։ Բնածին պալադիումը հանդիպում է հազվադեպ՝ պլատինի և այլ մետաղների համաձուլվածքների ձևով։ Հայտնի են նրա մոտ 13 միներալները (70-0,3 % Pd), որոնցից են՝ ալլոպալադիումը, պալադիումական պլատինը (մինչև 37 % Pd).

• պալադիտը՝ PdO,
• պոտարիտը՝ PdHg (34,9-35,9 % Pd),
• ծարիրա պալադինիտը՝ Pb₃Sb,
• բրևգիտը՝ (Pd, Pt, Ni) S (18-20% Pd) և այլն։

Հանքավայրեր

Հանդիպում է նիկելի և պղնձի սուլֆիդային հանքերում։ Հանդիպում է Ուրալում, Սիբիրում, Հարավային Ամերիկայում, Կանադայում, ԱՄՆ-ում, Հարավային Աֆրիկայում։

Ֆիզիկական հատկություններ

Գեղեցիկ արծաթասպիտակ, պլաստիկ՝ հեշտ գլանվող և կռելի մետաղ է։ Մեխանիկական հատկությունները կախված են մաքրության աստիճանից։ Պլատինային մետաղներից ամենաթեթեն ու դյուրահալն է։ Հալման ջերմաստիճանը՝ 1552 °C, եռմանը՝ 2937±30°С, խտությունը՝ 12020 կգ/մ³։

Ջերմության և էլեկտրականության լավ հաղորդիչ է։ Քիմիական միացություններում երկարժեք է կամ քառարժեք, հազվադեպ՝ եռարժեք։ Ամենից կայուն է երկարժեք պալադիումը։

Քիմիական հատկություններ

Քիմիապես ավելի ակտիվ է, քան մյուս պլատինային մետաղները։ Լուծվում է արքայաջրում, ազոտական և տաք ծծմբական խիտ թթուներում, HCl+Cl₂ խառնուրդում։

${\mathsf {Pd+4HNO_{3}\rightarrow Pd(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow +2H_{2}O}}$

${\mathsf {Pd+2HCl+Cl_{2}\rightarrow H_{2}[PdCl_{4}]}}$

${\mathsf {Pd+2HCl+2Cl_{2}\rightarrow H_{2}[PdCl_{6}]}}$

Ջրում, ալկալիներում, ֆտորաջրածնական թթվում չի լուծվում։ Ունի կատալիտիկ մեծ ակտիվություն։ Պալադիումին բնորոշ է ջրածին (և այլ գազեր) կլանելը՝ 1 ծավալ պալադիումը կլանում է մինչև 900 ծավալ H₂ (80 °C-ի և 1 մթն ճնշման տակ), մետաղը դառնում է փխրուն, ծավալն աճում է։ Տաքացնելիս Н₂ հեռանում է մասամբ (վակուումում՝ լրիվ)։ Պալադիումի տաք թիթեղը թափանցիկ է ջրածնի համար։ 600-700 °С տաքացնելիս պատվում է օքսիդի շերտով։ Պալադիումի փոշին թթվածնի հոսանքում տաքացնելիս փոխարկվում է պալադիումի (II) օքսիդի՝ PdO, որը ջրում անլուծելի սե փոշի է, 875 °C-ից բարձր քայքայվում է։

${\mathsf {2Pd+O_{2}\rightarrow PdO}}$

Պալադիումի (II) հիդրօքսիդը՝ Pd(OH)₂, թույլ հիմք է։ Պալադիումի (III) օքսիդը՝ Pd₂O₃, սև շագանակագույն փոշի է, անկայուն է և օքսիդիչ, օքսիդացնող թթուներում չի լուծվում, լուծվում է աղաթթվում անջատելով քլոր։ Պալադիումի (IV) օքսիդը՝ PdO₂, մուգ կարմիր փոշի է, ուժեղ օքսիդիչ, դանդաղ քայքայվում է։

Ի՚ոնավ հալոգենների հետ պալադիումի միանում է սենյակային ջերմաստիճաններում (յոդի հետ՝ տաքացնելիս)։

${\mathsf {Pd+Br_{2}\rightarrow PdBr_{2}}}$

${\mathsf {2Pd+3F_{2}\rightarrow PdF_{3}}}$

Պալադիումի (II) քլորիդի՝ PdCl₂ կարմիր բյուրեղները խոնավածուծ են, լավ են լուծվում ջրում։ Այն կամրջային տիպի միացություն է։

${\mathsf {Pd+Cl_{2}\rightarrow PdCl_{2}}}$

PdCl₂ միանում է CO-h և NO-ի հետ՝ առաջացնելով կարբոնիլ և նիտրոզիլ։ Տաքացնելիս պալադիումը միանում է ծծմբի, սելենի, տելուրի, ֆոսֆորի, արսենի և սիլիցիումի հետ։ Մետաղների հետ առաջացնում է համաձուլվածքներ։ Պալադիումի (II) նիտրատը՝ Pd(NO₃)₂, դեղնաշագանակագույն, ջրում լուծելի բյուրեղական նյութ է, լուծույթը եռացնելիս լրիվ հիդրոլիզվում է։ Պալադիումի (II) սուլֆատի՝ PdSՕ₄•2H₂Օ) կարմրաշագանակագույն բյուրեղները նույնպես լուծելի են ջրում։ Հայտնի են նաև ցիանիդները՝ Pd(CN)₂ և Pd(CN)₄։

Իզոտոպներ

Բնական պալադիումը բաղկացած է 6 կայուն իզոտոպներից՝ ¹⁰²Pd (0,96 %), ¹⁰⁴Pd (10,97%), ¹⁰⁵Pd (22,23%), ¹⁰⁶Pd (27,33%), ¹⁰⁸Pd (26,71%) և ¹¹⁰Pd (11,81%)։ Հայտնի են 98-115 զանգվածային թվերով 14 ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից շատերն առաջանում են միջուկային ռեակտորներում՝ ուրանի և պլուտոնիումի տրոհման հետևանքով։ ¹⁰⁷Pd (T_1/2= 7,5•10⁶ տարի) համարվում է «մեռած» տարր, ենթադրվում է, որ այն եղել է Արեգակնային համակարգի նախկին բաղադրիչներից մեկը։

Կիրառություն

Հալում են վակուումում կամ իներտ միջավայրում (Ar, Ne)։ Մաքուր Pd օգտագործվում է էլեկտրոնային կոնտակտներ, ֆիլտրներ (ջրածնի մաքրման) պատրաստելու, պաշտպանիչ և գեղագիտական պա լադի ումապ ատ ման համար։ Պալադիումի համաձուլվածքները այլ մետաղների (Pt, Zn, Os, Ru, Rh, Cu, Ag, Au, Ni) հետ օգտագործվում են որպես կատալիզատորներ (օրինակ, ամոնիակի ստացում), ռեզիստորներ, էլեկտրոնային կոնտակտներ (ճշգրիտ սարքաշինություն), հրակայուն զոդանյութեր են։ Նրանցից պատրաստում են նաև խողովակներ, ապակու հալման անոթներ, սինթետիկ մանրաթելերի ֆիշերներ, աշխատանոցային սարքեր, բժշկական գործիքներ, ատամնապրոթեզներ, ոսկերչական իրեր։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ