更新时间:2024-10-27 08:51

锇(osmium),元素周期表六周期第8族过渡金属,属铂系元素。元素符号Os,原子序数76,相对原子质量190.2。有光泽的银白色金属,六方晶系。相对密度为22.57g/cm3(20℃),熔点3045℃,沸点5012℃。电阻率8.12×10-8Ω·m(20℃),是密度最大的金属。

研究简史

1800年,史密森·坦南特与人合伙创办了一家销售铂金的企业,并开始制备大量铂金。史密森·坦南特注意到用王水提取铂时会留下难溶的黑色残留物。

1803年,史密森·坦南特宣布从这些“渣滓”中分离出来两种新的金属:一种是铱,另一种就是锇。史密森·坦南特直接用源自希腊单词“osme”(臭)的英文“osmium”给这个新元素冠了名。

理化性质

物理性质

锇在常温下为略泛蓝的银白色金属,密度22.57g/cm3,熔点3045℃,沸点5012℃;锇是密度最大的金属,质地坚硬,质脆,无可塑性,不能承受机械加工。耐磨蚀。

化学性质

在空气中,块状的锇基本上不会被氧化。在氧气中加热金属锇,会生成高挥发性的氧化锇(Ⅷ)(OsO4)(熔点30℃,沸点130℃)。显然,锇粉在空气中会被氧化,并发出剧毒物OsO4的特殊性气味。

一般来说,第二和第三过渡系的相应元素的化学性质会比较接近。但是在这一列元素中,周期表中紧靠在锇上面的钌会在空气中燃烧,并生成氧化铼(Ⅳ)(ReO2)。

在600℃和400个大气压下,锇可以与过量的氟气发生反应,生成氟化锇(Ⅶ)(OsF7)。

在较温和的条件下,可以生成六氟化物OsF6。

在加压的氯气或溴中加热金属锇,会生成四卤化物氯化锇(Ⅳ)(OsCl4)或溴化锇(Ⅳ)(OsBr4)。

制备方法

工业生产锇的过程很复杂,这是因为锇的矿物中还会含有其他金属,如钌、铑、钯、银、铂和金。分离铱、铑、铂和钯等贵金属有时是一些特殊行业的主要活动,有时它们则是一些其他行业的副产品。存在于矿物中的其他金属使分离过程变得十分复杂。分离锇的唯一目的是,锇是一种有着很多用途的特种材料,是制造很多工业催化剂的基础。

制备锇时首先需要对矿石或生产贱金属后的副产品进行预处理,以除去银、金、钯和铂,然后把残渣与重硫酸盐(NaHSO4)共熔,再用水浸泡所得到的混合物,这样就得到了含有硫酸铑[Rh2(SO4)3]的溶液,而锇则留在沉淀中。

应用领域

很早以前人们就发现锇与铂、铱、铑、钉这些元素混合形成的硬质合金非常耐腐蚀又十分耐磨,所以传统上用于制作钟表和仪器的轴承以及高端的钢笔尖、留声机的唱针头,甚至用于制造坚韧、锋利而又不生锈的手术刀。

锇还是一种磁致伸缩材料,在现代工业中也有它的身影,可制造超小型声呐换能器,用于海洋、油田测绘和防卫装置。

分布情况

锇在地壳中的丰度仅为0.0001g/t,居第80位。锇可以在天然形成的铱与锇的合金中找到,这种合金既可以称为锇铱合金,也可以称为铱锇合金,这取决于哪种元素占主导。工业用的锇是精炼和一些更常见的铂族金属时的副产品。一辆汽车的后座就能轻松装下锇的全球年产量(约半吨多点),这一产量不到黄金的1/5000。世界上的产锇大国是南非和俄罗斯;中国的锇资源太少,有74%都在甘肃省。

储存运输

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、酸类等分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

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