Irídium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
77 ozmiumirídiumplatina
Rh

Ir

Mt
Általános
Név, vegyjel, rendszám irídium, Ir, 77
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 9, 6, d
Megjelenés ezüstfehér
Iridium-2.jpg
Atomtömeg 192,217(3) g/mol
Elektronszerkezet [Xe] 4f14 5d7 6s²
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 15, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 22,56 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 19 g/cm³
Olvadáspont 2719 K
(2446 °C, 4435 °F)
Forráspont 4701 K
(4428 °C, 8002 °F)
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus 41,12 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus 231,8 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 25,10 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 2713 2957 3252 3614 4069 4659
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet Felületen Középpontos Köbös(FKK)
Oxidációs szám 2, 3, 4, 6
(enyhén bázikus oxid)
Elektronegativitás 2,20 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 880 kJ/mol
2.: 1600 kJ/mol
Atomsugár 135 pm
Atomsugár (számított) 180 pm
Kovalens sugár 137 pm
Egyebek
Mágnesség nincs adat
Fajlagos ellenállás (20 °C) 47,1 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 147W/(m·K)
Hőtágulási együttható (25 °C) 6,4 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 4825 m/s
Young-modulus 528 GPa
Nyírási modulus 210 GPa
Kompressziós modulus 320 GPa
Poisson-tényező 0,26
Mohs-keménység 6,5
Vickers-keménység 1760 MPa
Brinell-keménység 1670 HB
CAS-szám 7439-88-5
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Az irídium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
189Ir mest. 13,2 d ε 0,532 189Os
190Ir mest. 11,78 d ε 2,000 190Os
191Ir 37,3% Ir stabil 114 neutronnal
192Ir mest. 73,830 d β 1,460 192Pt
ε 1,046 192Os
192mIr mest. 241 a IT 0,155 192Ir
193Ir 62,7% Ir stabil 116 neutronnal
194Ir mest. 19,15 h β< 2,247 194Pt
195Ir mest. 2,5 h β< 1,120 195Pt
Hivatkozások

Az irídium kémiai elem, vegyjele Ir, rendszáma 77, azaz a periódusos rendszer 77. eleme. Nyelvújításkori neve neheny[1]. A természetben is előforduló egyik legnagyobb sűrűségű, nagyon kemény, törékeny, ezüstös-fehér színű átmenetifém, a platinacsoport tagja. A természetben a platina vagy ozmium elemekkel alkotott természetes ötvözetként fordul elő, nemesfém.

Irídiumfólia

Az irídium az ismert legkorrózióállóbb elem.

Az irídium földi tekintetben igen ritka fémnek számít, a kutatók szerint elsődleges forrása a Földbe csapódó meteoritok irídiumtartalma, emiatt nagy jelentősége van a dinoszauruszok - meteorbecsapódás okozta - kihalásának lehetséges magyarázatában.

Az irídiumot a gyakorlatban nagy teherbírású ötvözetekben használják, amelyek nagyon magas hőmérsékletnek is ellenállnak, így általában magas hőmérsékleten működő berendezésekben, elektromos érintkezőkben, és a platina szilárdságát fokozó anyagként, töltőtollak hegyeként is használják.

Jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Fizikai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az irídium a platinacsoport tagja, fehér, platinához hasonló színű, de enyhén sárgás árnyalatú fém.

Rendkívüli keménysége, ridegsége és nagyon magas olvadáspontja miatt az irídiumot szilárd formában nagyon nehéz megmunkálni, formálni vagy alakítani, ezért rendszerint porkohászati eljárást alkalmaznak.[2] Az irídium az egyetlen fém, melynek kedvező mechanikai tulajdonságai levegőben 1600 °C felett is megmaradnak.[3][4] Az irídium forráspontja nagyon magas (az elemek közül a tizedik legmagasabb), 0,14 K hőmérséklet alatt pedig szupravezetővé válik .[5]

Az irídium mért sűrűsége csak alig valamivel (kb. 0,12%-kal) alacsonyabb, mint az ozmiumé, az ismert legmagasabb sűrűségű elemé.[6][7] A kis különbség és a helyes mérés nehézségei miatt korábban volt némi bizonytalanság, hogy melyik elem sűrűsége a nagyobb,[8] de a sűrűség számításához használt adatok helyességének növekedése révén röntgendiffrakciós adatokból az irídium sűrűségére 22,56 g/cm3, az ozmiuméra pedig 22,59 g/cm3 érték adódik.[9]

Kémiai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez az ismert legkorrózióállóbb fém: az irídiumot nem tudja kikezdeni szinte semmilyen sav, királyvíz, sóolvadék vagy szilikát, még magas hőmérsékleten sem. Néhány sóolvadék azonban, például a nátrium-cianid vagy a kálium-cianid megtámadja[10], de az oxigén és a halogének (különösen a fluor) is reagálnak vele [11] magasabb hőmérsékleten.[12]

Vegyületei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Oxidációs állapot[note 1]
−3 [Ir(CO)3]3−
−1 [Ir(CO)3(PPh3)]
0 Ir4(CO)12
+1 [Ir(CO)Cl(PPh3)2]
+2 IrCl2
+3 IrCl3
+4 IrO2
+5 Ir4F20
+6 IrF6

Az irídium −3 és +6 közötti oxidációs számmal képez vegyületeket, a leggyakoribb oxidációs száma a +3 és +4.[2] Jól jellemzett magasabb oxidációs állapotú vegyületei ritkábbak, de ezek közé tartozik az IrF6]] és két vegyes oxid, a Sr2MgIrO6 és a Sr2CaIrO6.[2][13] Ezen kívül 2009-ben beszámoltak arról, hogy irídium(VIII)-oxidot (IrO4) állítottak elő mátrix izolációs körülmények között (6 K-en argonban) irídium-peroxo komplex UV-besugárzásával. Ez a vegyület azonban szilárd anyagként magasabb hőmérsékleten várhatóan nem stabil.[14]

Az irídium-dioxid IrO2, mely barna színű por, az irídium egyetlen jól jellemzett oxidja.[2] A Ir2O3 szeszkvioxid kékes-fekete por, mely HNO3-nal IrO2-dá oxidálódik.[11] A megfelelő diszulfdok, diszelenidek szeszkviszulfidok és szeszkviszelenidek is ismertek, és az IrS3 létezéséről is beszámoltak.[2] Az irídium +4 és +5 oxidációs állapotú iridátokat is képez, ilyen például a K2IrO3 és a KIrO3, melyek kálium-oxid vagy kálium-szuperoxid és irídium magas hőmérsékleten végzett reakciójával állíthatók elő.[15]

Noha kétkomponensű (biner) hidridjei (IrxHy képletű vegyületek) nem ismertek, előállították komplexeit, melyekben IrH4−5 és IrH3−6 található, ezekben az irídium oxidációs száma rendre +1, illetve +3.[16] A Mg6Ir2H11 háromkomponensű (terner) hidridjében a feltételezések szerint mind a IrH4−5, mind a 18-elektronos IrH5−4 anion megtalálható.[17]

Mono- vagy dihalogenidje nem ismert, de minden halogénnel képez IrX3 trihalogenidet.[2] +4-es és afölötti oxidációs állapotban csak a tetrafluorid, pentafluorid és hexafluorid ismert.[2] Az irídium-hexafluorid (IrF6) nagyon reakcióképes, illékony, sárga színű szilárd anyag, molekulája oktaéderes szerkezetű. Az irídium-pentafluorid tulajdonságai hasonlóak, de ez a vegyület tetramer (Ir4F20) szerkezetű, négy közös csúcsú oktaéderrel.[2]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Az irídium leggyakoribb oxidációs állapotait félkövér kiemelés jelzi. A jobb oldali oszlopban minden egyes oxidációs állapotra található egy-egy jellegzetes példa.

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Irídium témájú médiaállományokat.

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Szõkefalvi-Nagy Zoltán; Szabadváry Ferenc: A magyar kémiai szaknyelv kialakulása. A kémia története Magyarországon. Akadémiai Kiadó, 1972. (Hozzáférés: 2010. december 3.)
  2. ^ a b c d e f g h Greenwood, N. N., Earnshaw, A.. Chemistry of the Elements, 2nd, Oxford: Butterworth–Heinemann, 1113–1143, 1294. o (1997). ISBN 0-7506-3365-4. OCLC 213025882 37499934 41901113 
  3. Hunt, L. B. (1987.). „A History of Iridium”. Platinum Metals Review 31 (1), 32–41. o.  
  4. 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. o. DOI:10.1098/rstl.1804.0018.  
  5. Kittel, C.. Introduction to Solid state Physics, 7th Edition. Wiley-India (2004). ISBN 81-265-1045-5 
  6. Arblaster, J. W. (1995.). „Osmium, the Densest Metal Known”. Platinum Metals Review 39 (4), 164. o.  
  7. Cotton, Simon. Chemistry of Precious Metals. Springer-Verlag New York, LLC (1997). ISBN 978-0-7514-0413-5 
  8. Lide, D. R.. CRC Handbook of Chemistry and Physics (70th Edn.). Boca Raton (FL):CRC Press (1990) 
  9. 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. o.  
  10. Emsley, J.. Iridium, Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press, 201–204. o (2003). ISBN 0-19-850340-7 
  11. ^ a b Perry, D. L.. Handbook of Inorganic Compounds. CRC Press, 203–204. o (1995). ISBN 1439814619 
  12. szerk.: Lagowski, J. J.: Chemistry Foundations and Applications. Thomson Gale, 250–251. o (2004). ISBN 0028657233 
  13. Jung, D. (1995.). „High Oxygen Pressure and the Preparation of New Iridium (VI) Oxides with Perovskite Structure: Sr2MIrO6 (M = Ca, Mg)”. Journal of Solid State Chemistry 115 (2), 447–455. o. DOI:10.1006/jssc.1995.1158.  
  14. Gong, Y.; Zhou, M.; Kaupp, M.; Riedel, S. (2009.). „Formation and Characterization of the Iridium Tetroxide Molecule with Iridium in the Oxidation State +VIII”. Angewandte Chemie International Edition 48, 7879–7883. o. DOI:10.1002/anie.200902733.  
  15. Gulliver, D. J; Levason, W. (1982.). „The chemistry of ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium and platinum in the higher oxidation states”. Coordination Chemistry Reviews 46, 1–127. o. DOI:10.1016/0010-8545(82)85001-7.  
  16. Holleman, A. F., Wiberg, E.; Wiberg, N.. Inorganic Chemistry, 1st Edition. Academic Press (2001). ISBN 0-12-352651-5. OCLC 47901436 
  17. Černý, R., Joubert, J.-M.; Kohlmann, H.; Yvon, K. (2002.). „Mg6Ir2H11, a new metal hydride containing saddle-like IrH5−4 and square-pyramidal IrH4−5 hydrido complexes”. Journal of Alloys and Compounds 340 (1–2), 180–188. o. DOI:10.1016/S0925-8388(02)00050-6.