Осмий

Осмий
Осмий – сиво-син метал Сиво-син метал
Спектрални линии на осмий Спектрални линии
Рений ← Осмий → Иридий Ru ↑ Os ↓ Hs H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Периодична система
Общи данни
Име, символ, Z	Осмий, Os, 76
Група, период, блок	8, 6, d
Химическа серия	преходен метал
Електронна конфигурация	[Xe] 4f14 5d6 6s2
e- на енергийно ниво	2, 8, 18, 32, 14, 2
CAS номер	7440-04-2
Свойства на атома
Атомна маса	190,23 u
Атомен радиус (изч.)	130 (185) pm
Ковалентен радиус	144±4 pm
Степен на окисление	8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −4
Оксид	OsO4 и OsO2 (киселинни)
Електроотрицателност (Скала на Полинг)	2,2
Йонизационна енергия	I: 840 kJ/mol II: 1600 kJ/mol
Физични свойства
Агрегатно състояние	твърдо вещество
Кристална структура	шестоъгълна плътноопакована
Плътност	22590 kg/m3
Температура на топене	3306 K (3033 °C)
Температура на кипене	5285 K (5012 °C)
Моларен обем	8,421×10-6 m3/mol
Специф. топлина на топене	31 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение	378 kJ/mol
Налягане на парата P (Pa) 1 10 102 103 104 105 T (K) 3160 3423 3751 4148 4638 5256
Скорост на звука	4940 m/s при 20 °C
Специф. топл. капацитет	130 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост	1,2×107 S/m при 0 °C
Специф. ел. съпротивление	0,081 Ω.mm2/m при 0 °C
Топлопроводимост	87,6 W/(m·K)
Магнетизъм	парамагнитен
Модул на срязване	222 GPa
Модул на свиваемост	462 GPa
Коефициент на Поасон	0,25
Твърдост по Моос	7
Твърдост по Викерс	3620 – 4140 MPa
Твърдост по Бринел	3490 – 4000 MPa
История
Откритие	Смитсън Тенант (1803 г.)
Най-дълготрайни изотопи
Изотоп ИР ПП ТР ПР 184Os 0,02 % стабилен 185Os синт. 93,6 дена ε 185Re 186Os 1,59 % 2×1015 г. α 182W 187Os 1,96 % стабилен 188Os 13,24 % стабилен 189Os 16,15 % стабилен 190Os 26,26 % стабилен 191Os синт. 15,4 дена β- 191Ir 192Os 40,78 % стабилен 193Os синт. 30,11 дена β- 193Ir 194Os синт. 6 г. β- 194Ir
Осмий в Общомедия

Осмият е химичен елемент от 8Б група, 6 период. Има пореден номер Z=76 и атомна маса 190,23 (средно), температура на топене 3306 K и температура на кипене 5285 K.

Осмият е металът с най-висока плътност на Земята. Съдържа се в съвсем малки количества в земната кора. Среща се и под формата на сплави, като например осмиридий.

История

Осмият е открит през 1803 г. от Смитсън Тенант и Уилям Хайд Уоластън в Лондон, Англия. Откриването на осмия се преплита с това на платината и други метали от групата на платината. Откритието, че този метал не е сплав, а нов елемент, е публикувано през 1748 г. Химиците, които са изучавали платината го разтварят в царска вода (смес от солна и азотна киселина) за създаване на разтворими соли. В разтвора се наблюдава малко количество тъмен, неразтворим остатък. Джоузеп Луис Пруст предположил, че остатъкът е графит. Редица други учени химици също наблюдавали черният остатък през 1803 г., но не получили достатъчно материал за по-нататъшни експерименти.

През 1803, Смитсън Тенант анализира неразтворимия остатък и заключил, че той съдържа нов метал. Той продължава своите изследвания и идентифицира два неоткрити дотогава елементи в черния остатък – осмий и иридий.

Тенант нарича единия от елементите осмий, което на гръцки означава „мирис“, заради силния, неприятен мирис на едно от съединенията, в които се включва – осмиевият тетраоксид.

Находища

Находищата на осмий са концентрирани в Русия (Сибир и Урал), САЩ (Аляска, Калифорния), Колумбия, Канада, Южна Африка, Тасмания и Австралия. Но най-големите количества осмий са открити по територията на Южна Африка.

Получаване

Осмий се получава от модернизирана суровина платина чрез калциране на концентрата на въздух при температура от 800 – 900 °C. Така количествено сублимирани изпарения на осмиев тетраоксид (OsO₄), което допълнително абсорбира NaOH разтвор.

Солта се изолира чрез изпаряване на разтвора perosmat-натрий, който след това се редуцира с водород при 120 °С и се получава осмий.

Свойства

Физични свойства

Осмият има синьо-сив оттенък и е най-плътният стабилен елемент. Осмият е твърд, но крехък метал, който остава лъскав дори и при много високи температури. Той е с много ниска свиваемост. Твърдостта на осмия е умерено висока. Поради своята твърдост, ниско налягане на парите и много висока точка на топене осмият е труден за обработване метал.

Температурата му на топене е 3033 °С, а температурата на кипене е 5012 °С.

Химични свойства

Осмиев прах при нагряване взаимодейства с кислород, халоген, селен, телур, фосфорна, азотна и сярна киселина. Реагира бавно с азотна киселина и царска вода, реагира с разтопени основи в присъствието на окислител (нитрат или калиев хлорат) и разтопен натриев пероксид. В съединения проявява състоянието на оксидация на -2 до 8, от които най-често са на 2, 3, 4 и 8.

Употреба

Високата твърдост и устойчивост на хим. елемент Осмий позволява да бъде използван в различни сфери:

• Използва се като катализатор за синтез на амоняк и хидрогениране на различни органични съединения.
• Осмиев тетраоксид се използва за откриване на пръстови отпечатъци и в оцветяване на мастна тъкан за оптичния и електронния микроскоп.
• Използва се за производството на лампи с нажежаеми нишки, заедно с волфрам.
• Прилага се за различни военни цели, като част от артилерийски снаряди и ракетни бойни глави.
• Също така се използва в електронното оборудване и ракетните технологии.
• Осмий се използва при хирургичната процедура синовектомия при пациенти с артрит, засега само в Скандинавия. Това включва прилагане на осмиев тетраоксид (OsO₄), което е силно токсично съединение.
• Осмиев тетраоксид се използва за определяне на биологични обекти в електронна микроскопия.
• Сплав от платина (90%) и осмий (10%) се използва при хирургични импланти като пейсмейкъри и при смяна на пулмонална клапа.
• Правят се опити с присъствието на осмий в съединения, които показват противоракова активност ин виво (в животински изследвания). Те показват обещаващо бъдеще за използването на осмиеви съединения в борбата за намиране лекарство против раковите образувания.