Օսմիում

քիմիական միացություն

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։

76 Ռենիում

Օսմիում Իրիդիում

Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգՋրածինՀելիումԼիթիումԲերիլիումԲորԱծխածինԱզոտԹթվածինՖտորՆեոնՆատրիումՄագնեզիումԱլյումինՍիլիցիումՖոսֆորԾծումբՔլորԱրգոնԿալիումԿալցիումՍկանդիումՏիտանՎանադիումՔրոմՄանգանԵրկաթԿոբալտՆիկելՊղինձՑինկԳալիումԳերմանիումԱրսենՍելենԲրոմԿրիպտոնՌուբիդիումՍտրոնցիումԻտրիումՑիրկոնիումՆիոբիումՄոլիբդենՏեխնեցիումՌութենիումՌոդիումՊալադիումԱրծաթԿադմիումԻնդիումԱնագԾարիրՏելուրՅոդՔսենոնՑեզիումԲարիումԼանթանՑերիումՊրազեդիումՆեոդիմՊրոմեթիումՍամարիումԵվրոպիումԳադոլինիումՏերբիումԴիսպրոզիումՀոլմիումԷրբիումԹուլիումԻտերբիումԼուտեցիումՀաֆնիումՏանտալՎոլֆրամՌենիումՕսմիումԻրիդիումՊլատինՈսկիՍնդիկԹալիումԿապարԲիսմութՊոլոնիումԱստատՌադոնՖրանցիումՌադիումԱկտինիումԹորիումՊրոտակտինիումՈւրանՆեպտունիումՊլուտոնիումԱմերիցիումԿյուրիումԲերկլիումԿալիֆորնիումԷյնշտեյնիումՖերմիումՄենդելեևիումՆոբելիումԼոուրենսիումՌեզերֆորդիումԴուբնիումՍիբորգիումԲորիումՀասիումՄայտներիումԴարմշտադտիումՌենտգենիումԿոպեռնիցիումՆիհոնիումՖլերովիումՄոսկովիումԼիվերմորիումԹենեսսինՕգանեսոն
Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
76Os
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Օսմիումի մաքուր՝ 99,99 % բյուրեղները
Արծաթասպիտակ փայլուն ամուր մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվՕսմիում / Osmium (Os), Os, 76
Խումբ, պարբերություն, բլոկ4, ,
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
190,23(3)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա[Xe] 4f14 5d6 6s2
Ատոմի շառավիղ135 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ126 պմ
Իոնի շառավիղ(+6e) 69 (+4e) 88 պմ
Էլեկտրաբացասականություն2,2 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ+0,850
Օքսիդացման աստիճաններ8, 6, 4, 3, 2, 0, −2
Իոնացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 819,8(8,50) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան3306 K (3033 °C)
Եռման ջերմաստիճան5285 K (5012 °C)
Հալման տեսակարար ջերմունակություն31,7 կՋ/մոլ
Հալման տեսակարար ջերմունակություն738 կՋ/մոլ
Մոլյար ջերմունակություն24,7[3] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ8,43 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածքվեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներa = 2,734 c = 4,317[4]
C/a հարաբերություն1,579
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն(300 Կ) (87,6) Վտ/(մ·Կ)
CAS համարCAS գրանցման համար?
76
Օսմիում
190,23
4f145d66s2

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։

 

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
 

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։

 

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

Կիրառություն

խմբագրել

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։

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)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — ISSN 0033-4545. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. «Osmium: physical properties» (անգլերեն). WebElements. Վերցված է 2013 թ․ օգոստոսի 17-ին.
  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» (անգլերեն). WebElements. Վերցված է 2013 թ․ օգոստոսի 17-ին.
  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. JSTOR 107152.
  8. Seymour, R. J.; O'Farrelly, J. I. (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» (PDF). Platinum Metals Review. 33 (1): 14–16. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2012 թ․ փետրվարի 7-ին. Վերցված է 2013 թ․ դեկտեմբերի 10-ին.
  10. Weinberger, Michelle; Tolbert, Sarah; Kavner, Abby (2008). «Osmium Metal Studied under High Pressure and Nonhydrostatic Stress». Phys. Rev. Lett. 100 (4): 045506. Bibcode:2008PhRvL.100d5506W. doi:10.1103/PhysRevLett.100.045506. PMID 18352299.
  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. Bibcode:2002PhRvL..88m5701C. doi:10.1103/PhysRevLett.88.135701. PMID 11955108.{{cite journal}}: CS1 սպաս․ բազմաթիվ անուններ: authors list (link)
  12. Sahu, B. R.; Kleinman, L. (2005). «Osmium Is Not Harder Than Diamond». Physical Review B. 72 (11): 113106. Bibcode:2005PhRvB..72k3106S. doi:10.1103/PhysRevB.72.113106.
  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. JSTOR 1140672.
  15. Осмий — Los Alamos National Security
  16. Osmium: biological information

Գրականություն

խմբագրել

Անգլերեն

խմբագրել

Արտաքին հղումներ

խմբագրել
 Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Օսմիում» հոդվածին։
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 12, էջ 565