| Іридій (Ir) |
|---|
| Атомний номер | 77 |
|---|
| Зовнішній вигляд простої речовини | ![]() Білий крихкий
метал |
|---|
|
| Атомна маса (молярна маса) | 192,22 а.о.м. (г/моль) |
|---|
| Радіус атома | 136 пм |
|---|
| Енергія іонізації (перший електрон) | 868,1(9,00) кДж/моль (еВ) |
|---|
| Електронна конфігурація | [Xe] 4f14 5d7 6s2 |
|---|
|
| Ковалентний радіус | 127 пм |
|---|
| Радіус іона | (+4e) 68 пм |
|---|
| Електронегативність (за Полінгом) | 2,20 |
|---|
| Електродний потенціал | Ir←Ir3+ 1,00В |
|---|
| Ступені окиснення | 9, 8, 7, 6, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3 |
|---|
|
| Густина | 22,56 г/см³ |
|---|
| Молярна теплоємність | 0,133 Дж/(К·моль) |
|---|
| Теплопровідність | 147 Вт/(м·К) |
|---|
| Температура плавлення | 2683 К |
|---|
| Теплота плавлення | 27,61 кДж/моль |
|---|
| Температура кипіння | 4403 К |
|---|
| Теплота випаровування | 604 кДж/моль |
|---|
| Молярний об'єм | 8,54 см³/моль |
|---|
|
| Структура ґратки | кубічна
гранецентрована |
|---|
| Період ґратки | 3,840 Å |
|---|
| Відношення с/а | n/a |
|---|
| Температура Дебая | 430,00 К |
|---|
|
| Критична точка | н/д |
|---|
|
|
 Іридій у Вікісховищі |
Іри́дій — хімічний елемент з атомним номером 77; символ Ir, атомна маса 192,22. Належить до металів групи платини. Сріблясто-білий, дуже твердий та крихкий метал. Густина 22,65·103 кг/м³; температура плавлення 2447 °C; кипіння — 4380 °C; Твердість за Бріннелем 1640 МПа. Іридій хімічно дуже мало активний. У царській воді не розчиняється. Відкритий C. Теннантом у 1803 році.
Історія
Відкритий англійським хіміком Смітсоном Теннантом 1803 року під час аналізу залишку, що лишався після розчинення самородної платини у царській воді. Спочатку Теннант вважав, що цей чорний залишок є графітом, проте пізніше зміг виділити з нього два нових елементи — іридій і осмій.
Крім Теннанта схожими дослідженнями займались французькі хіміки Іпполіт-Віктор Колле-Декотіль[en], Антуан Франсуа де Фуркруа і Луї Ніколя Воклен, що теж встановили, що чорний залишок містить невідомі елементи, проте так і не змогли їх виділити. Успіху Теннанта допомогла його співпраця з іншим британським хіміком, Вільямом Волластоном, що також досліджував домішки інших елементів у платині, проте зосереджувався на тих, що розчиняються у царській воді (і відкрив таким чином паладій і родій) — а нерозчинні залишки передавав колезі[1].
Лише у 1812 році Теннант, у співпраці з кількома десятками інших вчених, зміг розплавити іридій, побудувавши для цього грандіозний вольтів стовп[1].
У 1834 з'явилися ручки, пера яких були вкриті іридієм — його перше комерційне застосування[1].
Назва «Іридій» походить від грец. ίριοειδής — веселковий. Названий так за різноманітність кольорів його сполук.
Хімічні властивості
Відомі ступені окиснення від +9 до -3[2]. У ступені +6 і +5 — сильний оксидант, у випадку +4 і +3 — утворює стабільні комплекси, особливо з амінами, а +1 вельми характерний, особливо у комплексах з фосфіновими й карбонільними лігандами, хоча зазнає оксидативних перетворень до Ir(III). Ir(0) існує в карбонільних і фосфінових комплексах (наприклад, Ir2(CO)8). Найхарактерніше координаційне число в комплексних сполуках — 6 (для Ir(III) i Ir(IV)). Ступінь окиснення +8 іридій має в сполуці IrO4, а +9 — у [IrO4]+. Ступінь окиснення +9 наразі є найвищою відомою, хоча існують передбачення про можливість стану +10 у платини[2].
У вигляді тонкодисперсного порошку (черні) адсорбує сірку, галогени і інші неметали. Оксид Ir2O3, гідроксид Ir(OH)3. Відомі нечисленні його сполуки з іншими металами платинової групи (осмієм, рутенієм, родієм, платиною), з сіркою й арсеном.
Ізотопи
Природній іридій складається з двох різних ізотопів. Всі вони стабільні.
| Масове число |
Частка у природному іридії |
Період напіврозпаду
|
| 191 |
37,3 % |
∞
|
| 193 |
62,7 % |
∞
|
Загалом відомо 66 ізотопів іридію з масовими числами від 164 до 203, 27 з яких — метастабільні.
З нестабільних ізотопів, найбільші періоди напіврозпаду мають метастабільні Ir192m1 (241 рік) і Ir194m1 (171 день), а з не метастабільних ізотопів Ir192 (74 дні)[3].
Отримання
Іридій добувають із платиноносних і золотоносних розсипів. Він утворює власні мінерали (IrOS, IrOSRu та ін.), що тісно зростаються з іншими платиновими мінералами. Найбільші запаси — у ПАР. Сировиною для одержання іридію служать концентрати металів групи платини, які одержують шляхом збагачення корінних руд і після переробки анодних шламів електролізу нікелю і міді, а також шліхи (платиновий концентрат), вилучені з розсипних руд, і вторинний метал — металевий брухт.
Застосування
Щороку в світі споживається понад 7 тонн іридію (7800 кілограмів у 2017 році)[4].
Із чистого іридію виготовляють мундштуки для склодувів, лабораторні тиглі, а вольфрамовий дріт, вкритий шаром іридію, використовують в електронних лампах.
При додаванні 10 % іридію до платини, її твердість і границя міцності зростають у кілька разів. Цей сплав має дуже високу стійкість до дії кислот і електричних розрядів. Його використовують для виготовлення електродів у найбільш довговічних видах свічок запалювання[6], електродів для електрофізіологічних досліджень[7], із нього було зроблено еталони метра (до заміни в 1960 році) і кілограма (до заміни у 2018 році)[8]. Також, завдяки довговічності й хімічній стійкості, цей сплав використовується у ювелірній справі, а також з нього виготовляють хірургічні інструменти.
Невеликі домішки іридію покращують хімічну стійкість титану та термічну стійкість вольфраму й молібдену.
Сплав іридію з рутенієм та родієм використовується у виробництві термопар, що мають працювати за високих температур.
До другої половини 20 століття іридій використовували для покриття пер у перових ручках для збільшення їхньої довговічності. У сучасних ручках назва «іридій» використовується для сплавів, що використовуються для підвищення їхньої твердості, попри те, що безпосередньо іридію вони не містять[11].
Іридій і його сполуки застосовують як каталізатори для різноманітних реакцій органічної й неорганічної хімії[12].
Ізотоп іридій-192 використовується для брахітерапії[en] раку[13].
Див. також
Примітки
Література
