Иридиум (симб. Ir) — хемиски елемент откриен во 1803 година меѓу нерастворливи нечистотии во природна платина. Смитсон Тенант, примарен пронаоѓач, го нарекува иридиумот по грчката божица Ирида, 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 иридиум, исто така, формира голем број на органометални соединенија кои се користат во индустриската катализа и во истражувањата. Металот иридиум 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. 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, иридиумската аномалија во 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 сè уште стоеше.
Особености
Физички својства
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. Тоа е единствениот метал за одржување на добри механички својства во воздухот на температура над 1.600 °C (2.910 °F). Таа има 10-то највисока точка на вриење меѓу сите елементи и станува суперпроводник на температура под 0,14 K.
Модулот на еластичност на Иридиум е втор највисок меѓу металите, кој се надминува само со осмиум. Ова, заедно со модул со високо 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. Измерената густина на иридиум е само малку пониска (за околу 0,12%) од онаа на осмиум, познат како најгустиот метал . 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, 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.
Хемиски својства Иридиум е најкористен метал што е отпорен на корозија: не е нападнат од речиси секоја киселина, царска вода, стопена метали или силикати на високи температури. Меѓутоа, може да биде нападнат од некои стопени соли, како што се натриум цијанид и калиум цијанид , како и кислород и халогени (особено флуор) при повисоки температури. Иридиум, исто така, реагира директно со сулфур при атмосферски притисок за да се добие иридиум дисулфид. Соединенија Оксидациони состојбиНајчестите оксидациони состојби на иридиумот се задебелени.Во десната колона се претставени соединенијата за секоја оксидациона состојба. −3 −1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9
Иридиум формира соединенија во оксидациски состојби помеѓу -3 и +9; најчестите оксидациски состојби се +3 и +4. Добро карактеризирани примери на висока оксидациона состојба со висока 6 е ретка, но вклучуваат IrF6 и два мешани оксиди Sr2MgIrO6 и Sr2CaIrO6. Покрај тоа, во 2009 година беше објавено дека иридиум (VIII) оксид (IrO4) беше подготвен во услови на матрица изолација (6 K во Ar) со UV зрачење на комплекс на иридиум-пероксид. Меѓутоа, овој вид не се очекува да биде стабилен како суштинска маса на повисоки температури. 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.
Иридиум диоксид, IrO2, сина црна цврста, е единствениот добро орасен оксид на иридиум. Сесквиоксид, Ir2О3, е опишан како сино-црн прав кој се оксидира до IrO2 од ХНО3. Соодветните дисулфиди, диселениди, сесквисулициди и сесциклиниди се познати, и IrS3, исто така, се познати. Иридиум, исто така, формира иридити со оксидациски состојби +4 и +5, како што се К2IrO3 и KIrO3, кои можат да се подготват од реакцијата на калиум оксид или калиум супероксид со иридиум на високи температури.
Иако нема бинарни хидриди на иридиум,IrxHy се познати, се познати комплекси кои содржат IrH4-5 и IrH3-6, каде што иридиумот има статус на оксидација на +1 и +3, соодветно. Троичниот хидрид Mg6Ir2H11 се верува дека содржи и IrH4-5 и 18-електронскиот IrH5-4 анјон.
Не се познати монохалиди или дихалиди, додека трихалиди, IrX3, се познати по сите халогени. За состојбата на оксидација +4 и погоре, се познати само тетрафлуорид, пентафлуорид и хексафлуорид. Иридиум хексафлуорид, IrF6, е испарлива и високо реактивна жолта цврста, составена од октаедрични молекули. Се распаѓа во вода и се сведува на IrF4, кристална цврста, со иридиум црна. Иридиум пентафлуорид има слични својства, но всушност е тетрамер, Ir4F20, формирана од четири октаедри за споделување на агли. Иридиум метал се раствора во стопена алкално-метални цијаниди за да се произведе Ir(CN)3+6 (хексацианиридат) јон.
Васковиот комплекс hексахлориридна (IV) киселина, H2IrCl6, и неговата амониумска сол се најважните иридиумски соединенија од индустриска перспектива. 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 темнокафеава боја, и може лесно да се сведе на светло обоени IrCl3-6 и обратно. Иридиум трихлорид, IrCl3, кој може да се добие во безводна форма од директна оксидација на иридиум во прав со хлор на 650 °C, или во хидрирана форма со растворање на Ir2О3 во хлороводородна киселина, често се користи како почетен материјал за синтеза на други Ir (III) соединенија. Друго соединение кое се користи како почетна материјал е амониум хексахлориридат (III), (NH4)3IrCl6. Иридиум (III) комплекси се дијамагнетски (низок-спин) и обично имаат октаедрична молекуларна геометрија.
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, Ir4(CO)12, кој е најчест и стабилен бинарен карбонил на иридиум. 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(C6H5)3]2, кој има необично својство на врзување за молекулата на кислород, O2. Друг катализатор е Crabtree, хомоген катализатор за реакции на хидрогенизација. Овие соединенија се и квадратни рамни, d8 комплекси, со вкупно 16 валентни електрони, кои ја сочинуваат нивната реактивност.
Органски ЛЕД материјал заснован на иридиум е документиран и се покажа како многу посветлен од ДПА или ППВ, па така може да биде основа за флексибилно осветлување на OLED во иднина.Research and Development . furuyametals.co.jp
Изотопи Иридиум има два природни изотопи, 191Ir и 193Ir, со природни изобилие од 37,3% и 62,7%, соодветно. 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 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. 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. Сите познати изотопи на иридиумот биле откриени помеѓу 1934 и 2008 година, а најновите откритија биле 200-202Ir.
Најмалку 32 метастабилни изомери се одликуваат, опфаќајќи маса од 164 на 197. Најстабиот од овие е 192m2Ir, кој се распаѓа со изомерна транзиција со полуживот од 241 година, што го прави постабилен од било кој синтетички изотопи на иридиумот во нивните основни состојби. Најмал стабилен изомер е 190m3Ir со полуживот од само 2 μs. 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.
Историја
Платинова група
Откривањето на иридиум е испреплетено со оној на платината и другите метали на платинската група. Мајчин платина што ја користеле древните Етиопјани и од Јужноамериканските култури секогаш содржи мало количество на други метали на платина, вклучувајќи ириум. Платината стигнала во Европа како платина ("сребрена"), откриена во 17 век од страна на шпанските освојувачи во регионот денес познат како оддел на Чоко во Колумбија. Откритието дека овој метал не е легура на познати елементи, туку наместо нов посебен елемент, не се случил до 1748 година.
Откривање Хемичарите кои го проучувале платинот го растворија во царска вода (мешавина на хлороводородна и азотна киселина) за да создадат растворливи соли. Тие секогаш забележале мала количина на темни, нерастворливи остатоци. Џозеф Луј Пруст сметал дека остатокот е графит. 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.
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 и добил испарлив нов оксид, за кој верувал дека е од овој нов метал - кој го нарекол ptene, од грчкиот збор πτηνός ptēnós, "крилесто". 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. Тој доби темноцрвени кристали (веројатно од На2[IrCl6] · nH2O) со низа реакции со натриумхидроксид и хлороводородна киселина. Тој го иритира иридиумот по Ирида (Ἶρις), грчката крилеста божица на виножитото и гласник на олимписките богови, бидејќи многу од солите што ги добил биле силно обоени Iridium literally means "of rainbows". Откривањето на новите елементи е документирано во писмо до Кралското друштво на 21 јуни 1804.
Металообработка и апликации