Паладиум (Pd, лат. palladium) — хемиски елемент со симбол Pd атомски број 46 од VIIIB група. Тој е редок метал , со сребреникаво бела боја. Бил откриен во 1803 година од страна на Вилијам Хјуд Волстон во Лондон. Тој го именувал металот според астеоридот Палада. Металите: Паладиум, Платина, Родиум, Рутениум, Иридиум и Осмиум формират група елементи која е наречена платинска група на метали. Тие имаат слични хемиски својства. Паладиумот има најниска точка на топење од групата.
Повеќе од половина од достапната количина на паладиумот во светот (и неговиот конгенист платина) се користи за катализатори, кој претвораат до 90% од штетните гасови во издувните системи на автомобилите во помалку штетни супстанци (од штетните: јаглеводороди (hydrocarbons), јаглерод моноксид, азот диоксид; во помалку штетните спагаат: азот, јаглерод диоксид и водена пареа). Паладиумот, исто така, се користи во електроника, стоматологија, медицина, прочистување на водород (во производство), применета хемија, третирање на подземни води и накит. Паладиумот е клучна компонента во горивните ќелии, во кои се одвива реакција помеѓу водород и кислород за да се добие струја, топлина и вода.
Рудните резерви на платина и други метали од платинската група се ретки. Најголемите резерви можат да се најдат во норитскиот појас од комплексот Бушвелд Игнеус (Igneous Complex) распространет во Трансваловиот басен (Transvaal Basin) во Јужно Африканска Република; комплексот Стилвотер (Stillwater Complex) во Монтана, САД; Базенот Садбери (Sudbury Basin) и округот Тандер Беј (Thunder Bay District) во Онтарио, Канада; и комплексот Нориљск во Русија. Паладиумот, исто така, може да се добие со рециклирање на искористени катализатори. Поради широката примена и ограничените резерви има голем интерес за инвестирање.
Каратеристики Паладиумот припаѓа на десеттата група на периодниот систем. Конфигурацијата во последните електонски орбитали е во соогласност со хундово правило. Електроните од Ѕ(С) орбиталата се придрижуваат до D(Д) пополнувајки ја, бидејќи имаат помала енергија.
Z Елемент Број на електрони/слоеви 28 никел 2, 8, 16, 2 (или 2, 8, 17, 1) 46 паладиум 2, 8, 18, 18 78 платина 2, 8, 18, 32, 17, 1 110 дармштатиум 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2 (предвидено)
Паладиумот е мек сребрено бел метал кој наликува на платина. Од платинската група на метали паладиумот има најмала густина и најниска точка на топење. При жарење е мек и еластичен(дуктилен) а при ладење му се зголемува неговата цврстина и јачина. Паладиумот се раствора полека во концентрирана азотна киселина, во концентрирана сулфурна киселина и во хлороводородна киселина. Лесно се раствора на собна температура во царска вода (aqua regia).
Паладиумот не реагира со кислород на стандардна температура (кога ќе се изложи на воздух, не потемнува и не го губи сјајот). Кога паладиум ќе се загрее на тепература од 800 °C ќе се создаде слој од паладиум(II) оксид(PdO). Доколку е изложен на влажен воздух кој содржи сулфур може делумно да го изгуби сјајот(кородира). Кога тенок слој од паладиум ќе се бомбардира со алфа-честички, на ниска температура ќе покаже суперспроводливи особини, при Tc=3.2 K.B. Strizker, Phys. Rev. Lett., 42, 1769 (1979).
Изотопи
Во природата може да се најдат седум изотопи од паладиум, од кој шест се стабилни изотопи. Најстабилните радиоизотопи (радиоактивни изотопи) се: 107Pd со период на полу распад од 6.5 милиони години (застапен во природата), 103Pd со период на полу распад од 17 денови и 100Pd со период на полу распад од 3.63 денови. Релативна атомска маса на други осумнаесет изотопи се движи помеѓу 90.94948(64) u (91Pd) to 122.93426(64) u (123Pd). Периодот на полу распад на овие изотопи е помал од триесет минути. Исклучок се: 101Pd (период на полу распад: 8.47 часа), 109Pd (период на полу распад: 13.7 часа), и 112Pd (период на полу распад: 21 часа).
За изотопи со помала атомска маса од најзастапениот стабилен изотоп,106Pd, радиоактивното распагање се одвива преку електронски зафат(β+ распад) при што како производ на ова распаѓање се добива родиум. За изотопи со поголема атомска маса од 106Pd, при бета(β- распад) радиоактиво распаѓање се добива сребро. Радиогеничното 107Ag ,што се добива преку радиоактивно распаѓање на 107Pd, било откриено во 1978 во метеоритот Санта Клара Santa Clara од 1976. Научниците претпоставуваат дека формирањето на малите планети со железно јадро се случило 10 милиони години по нуклеосинтезата.107Pd
Корелацијата на 107Pd наспроти Ag забележани во телата во Сончевиот Систем, кои се истопиле во периодот на создавањето на системот, мора да го оддаваат присуството на нуклиди со краток живот при самото создавање на сончевиот Систем .
Соединенија
Паладиумот во соединенијата најчесто се наоѓа во 0 и +2 оксидациска состојба, но може да се најде и во други оксидациски состојби. Соединенијата на паладиум се многу слични со оние на платината. <small>Структура на α-PdCl2 <small>Структура на β-PdCl2
Паладиум (II) Паладиум(II) хлорид (PdCl2) — главен почетен материјал за други спединенија на паладиум. Тој се добива при реакција на паладиум и хлор. Се користи на хетерогени паладиумски катализатори како што се паладиум на бариум(II) сулфат паладиум на јаглерод и паладиум(II) хлорид на јаглерод. Раствори од PdCl2 во азотна киселина реагираат со оцетна киселина по што се добива паладиум(II) ацетат. PdCl2 реагира со лиганди(L) и гради квадратно планарни комплексни соединенија од типот PdCl2L2. Еден пример за вакво соединение е дериватот на бензонитрил PdX2(PhCN)2. PdCl2 + 2 L → PdCl2L2 (L = PhCN, PPh3, NH3, ит.н.)
Комплексното соединение бис(трифенилфосфин)паладиум(II) дихлорид е корисен катализатор.
Пладиум (0) Паладиумот формира повеќе нулаваленти комплексни соединенија со формули PdL4, PdL3 и PdL2. На пример, редукција на смесата од PdCl2(PPh3)2 и PPh3 дава тетракис(трифенилфосфин)паладиум(0):
2 PdCl2(PPh3)2 + 4 PPh3 + 5 N2H4 → 2 Pd(PPh3)4 + N2 + 4 N2H5+Cl−
Друго важно паладиум(0) комплексно соединение е трис(дибензилидинацетон)дипаладиум(0) (Pd2(dba)3), кое што се добива со редукција на натриум тетрахлоро паладат во присуство на дибензилидинацетон.
Паладиум(0) како и пакадиум (II), се користат како катализатори во реакции на спојување(coupling reactions) за што Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi, и Akira Suzuki добиле Нобелова награда во 2010. таквите реакции имаат широка примена за добивање на хемикалии со голема чистота. Паладиум(II) ацетат, тетракис(трифенилфосфин)паладиум(0) (Pd(PPh3)4) и трис(дибензилидинацетон)дипаладиум(0) (Pd2(dba)3) се користат како катализатори или преткатализатри.
Други оксидациски состојби Иако паладиум(IV) соединенијата се релативно ретки, еден пример за такво соидинение е натриум хексахлоро паладат(IV), Na2[PdCl6]. познати се и неколку соединенија на паладиум(III). Паладиум(VI) бил откриен во 2002, но подоцна ова открие било отфлено. Постојат комплексни соединенија на паладиум со различна валентност, на пример, Pd4(CO)4(OAc)4Pd(acac)2 формира бесконечана паладиумска низа со алтернативно мегусебно поврзани Pd4(CO)4(OAc)4 и Pd(acac)2 единици .
Историја
Вилијам Хјуд Волстон првпат го забележал неговото откритие на нов благороден метал во неговиот лабаратриски бележник во јули 1802. Металот го именувал паладиум во август. Во април 1803 Волстон прочистил одредена количина од металот и го понудил во мала продавница во Сохо. Ричард Ченевикс тврдел дека паладиумот е всушност легура на платина и жива. Како реакција на оваа остра критика, Волстон анонимно понудил награда од 20 долари за 20 зрна синтетичка легура од паладиум. Ченевикс ги објавил своите истражувања на паладиум во 1803 година, за кој(што) бил награден со Коплиев медал. Волстон ги објавил своето откритие на родиум во 1804 и објавил дел од истражувањата на паладиум. Во публикација од 1805, го објави своето откритие на јавноста.
It was named by Wollaston in 1802 after the asteroid 2 Pallas, which had been discovered two months earlier. Wollaston found palladium in crude platinum ore from South America by dissolving the ore in aqua regia, neutralizing the solution with натриум хидроксид sodium hydroxide, and precipitating platinum as амониум хлороплатинат ammonium chloroplatinate with амониум хлорид ammonium chloride. He added жива(II) цијанид mercuric cyanide to form the compound паладиум(II) цијанид palladium(II) cyanide, which was heated to extract palladium metal.
Во минатото паладиум хлоридот бил препичуван како третман за туберкулоза, со доза од 0.065 g на ден(одприлика еден милиграм за секој килограм телесна тежина). Овој тетман имал многу несакани последици и затоа бил заменет со поефикасни лиекови.
Главнината од паладиумот се користи за изработка катализатори во автомобилската индустрија. Непосредно пред 2000 година, извозот на паладиум од страна на Русија повеќекратно бил попречен и не бил навремен. Поради политички причини, извозната квота не била испорачана на време. Како резултат на ова се јавила паника на пазарот која предизвикала цената на паладиумот да достигне $1340 (долари) за тројна унца (дотогаш највисока цена по тројна унца). Во тој период автомобилаката компанија Форд (Ford Motor Company), стравувајки дека непостојаниот дотур на паладиум ќе го наруши произвотството, натрупува залихи. поради падот на цените во 2001, Форд има изгубено една милијарда долари.
World demand for palladium increased from 100 tons in 1990 to nearly 300 tons in 2000. The global production of palladium from mines was 222 tonnes in 2006 according to the United States Geological Survey. Many were concerned about a steady supply of palladium in the wake of Russia's military maneuvers in Ukraine, partly as sanctions could hamper Russian palladium exports; any restrictions on Russian palladium exports would exacerbate what is already expected to be a large palladium deficit in 2014. Those concerns pushed palladium prices to their highest level since 2001. In September 2014 they soared above the $900 per ounce mark. In 2016 however palladium cost around $614 per ounce as Russia managed to maintain stable supplies. In January 2019 palladium futures climbed past $1,344 per ounce for the first time on record, mainly due to the strong demand from the automotive industry.
Присуство
Севкупниот ископ од сите рудници достигнал до 208,000 килограми во 2016, каде Русија ископуваше најмногу со 82,000 килограми, пропратена од јужна африка и САД. Руската компанија Норлиск Никел глобално произведува најголема количина паладиум со 39% .
Паладиумот може да се најде како слободен метал во легура со злато и други метали од платинската група in placer deposits на планината Урал, Австралија, Етиопија и во Северна и Јужна Америка.За произвотство на паладиум , овие резерви немаат големо значење. Најважните комерцијални извори се резервите на никeл и бакар кој се наоѓаат во басенот Садбери, Онтарио и Норлиск-Талнах во Сибир.Други поголеми депозити се среќаваат во Меренскиот гребен како и платинската група метали во комплексот Бушвелд Игнеус во Јужна африка. Комплексот Стилвотер Игнеус во Монтана и рудната зона Роди во комплексот Лак де зиљ (Lac des Îles igneous complex) во Онтарио се остнатите два извори на паладиум во Канада и САД. Паладиумот се среќава во ретките минерали коперит и поларит. Познати се и многу други паладиумови минерали, но тие се многу ретки.http://www.mindat.org Паладиумот се создава во реактори за јадрено цепење и може да се оддвои(екстрахира) од искористено јадрено гориво, но не се користи ово ј извор на паладиум. Ниедна од постоечките постројки нема опрема која е соодветна за оддвојуванје на паладиумот од радиоактивниот отпад.
Примена