iryd

nieruchomości
[ Xe ] 4 f 14 5 d 7 6 s 2 77 Ir Układ okresowy
Ogólnie
Nazwa , symbol , liczba atomowaatomic	Iryd, Ir, 77
Kategoria elementu	Metale przejściowe
Grupa , kropka , blok	9 , 6 , d
Popatrz	srebrzystobiały
numer CAS	7439-88-5
Numer WE	231-095-9
Karta informacyjna ECHA	100.028.269
Ułamek masowy powłoki Ziemi	0,001 ppm
Atomowy
Masa atomowa	192.217 (2) u
Promień atomowy (obliczony)	135 (180) po południu
Promień kowalencyjny	141 po południu
Konfiguracja elektronów	[ Xe ] 4 f 14 5 d 7 6 s 2
1. Energia jonizacji	ósmy.96702 (22) eV ≈ 865.19 kJ / mol
2. Energia jonizacji	17..0 (3) eV ≈ 1 640 kJ / mol
3. Energia jonizacji	28.0 (1,6 eV) ≈ 2 700 kJ / mol
4. Energia jonizacji	40.0 (1,7 eV) ≈ 3 860 kJ/mol
5. Energia jonizacji	57.0 (1,9) eV ≈ 5 500 kJ / mol
Fizycznie
Stan fizyczny	mocno
Struktura krystaliczna	Powierzchnia sześcienna skoncentrowana
gęstość	22,56 g/cm 3
Twardość Mohsa	6,5
magnetyzm	paramagnetyczny ( Χ m = 3,8 10 -5 )
Temperatura topnienia	2739 K (2466°C)
temperatura wrzenia	4403 K (4130 ° C)
Objętość molowa	8,52 · 10 −6 m 3 · mol −1
Ciepło parowania	564 kJ/mol
Ciepło stapiania	26 kJ mol- 1
Prędkość dźwięku	4825 m·s- 1
Przewodność elektryczna	19,7 · 10 6 A · V −1 · m −1
Przewodność cieplna	150 W m -1 K -1
Chemicznie
Stany utleniania	-3, -1, 0, 1, 2, 3 , 4 , 5, 6, 8, 9
Potencjał normalny	1.156 V (Ir 3+ + 3e - → Ir)
Elektroujemność	2,20 ( skala Paulinga )
Izotopy
izotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) Z P 189 Ir {syn.} 13.2 d ε 0,532 189 Os 190 Ir {syn.} 11.78 d ε 2000 190 Os 191 Ir 37,3% Stabilny 192 Ir {syn.} 73.830 d β - 1460 192 pkt ε 1,046 192 Os 192 m Ir {syn.} 241 TO 0,155 192 Ir 193 Ir 62,7  % Stabilny 194 Ir {syn.} 19.15 godz β - 2.247 194 pkt 195 Ir {syn.} 2,5 godz β - 1.120 195 pkt
Dla innych izotopów zobacz listę izotopów
Właściwości NMR
Spinowa liczba kwantowa I γ w rad · T −1 · s −1 E r  ( 1 godz.) f L przy B = 4,7 T w MHz 191 Ir 3/2 4,812 · 10 6 1,09 · 10-5 1,72 193 Ir 3/2 5,227 · 10 6 2,34 · 10-5 1,87
instrukcje bezpieczeństwa
Oznakowanie zagrożeń GHS proszek niebezpieczeństwo Zwroty H i P H: 228 P: 210
W miarę możliwości i zwyczajowo stosowane są jednostki SI . O ile nie zaznaczono inaczej, podane dane dotyczą warunków standardowych .

Iryd to pierwiastek chemiczny o symbolu Ir i liczbie atomowej 77. Jest jednym z metali przejściowych , w układzie okresowym należy do grupy 9 (w starszej części liczącej 8 podgrupy ) lub grupy kobaltowej . Za najbardziej odporny na korozję pierwiastek uważany jest bardzo ciężki, twardy, kruchy, srebrno-biały błyszczący metal szlachetny z grupy metali platynowych . Poniżej 0,11 Kelvina zmienia do nadprzewodzącego stanu.

historia

Iridium ( starożytne greckie ἰριοειδής irio-eides „tęczowe” po wielu kolorach jego związków) zostało odkryte w Londynie w 1804 roku przez Smithsona Tennanta wraz z osmem . Kiedy surowa platyna została rozpuszczona w wodzie królewskiej , oba metale platyny znaleziono w nierozpuszczalnej czarnej pozostałości. Różnorodność kolorów soli irydu zainspirowała firmę Tennant do nazwy Iridium. „ Pierwotny kg ” i „ oryginalny miernik ” składać się ze stopu irydu; Oba są przetrzymywane w Paryżu w Bureau International des Poids et Mesures od 1898 roku .

Występowanie

Iryd jest rzadszy niż złoto czy platyna . Po renie, obok rodu i rutenu, jest najrzadszym metalem nieradioaktywnym. Jego udział w skorupie kontynentalnej wynosi zaledwie 1  ppb . W naturze występuje elementarnie w postaci drobnych ziaren lub w towarzystwie platyny. Wraz z osmem tworzy dwa naturalnie występujące minerały:

• Osmiridium , który składa się w 50% z irydu, reszta z osmu, platyny, rutenu i rodu oraz
• Iridosmium , który składa się z 55-80% osmu i 20-45% irydu.

Ważne złoża znajdują się w Afryce Południowej , na Uralu , Ameryce Północnej i Południowej , Tasmanii , Borneo i Japonii .

Wolny iryd, podobnie jak inne pierwiastki z grupy platynowców, znajduje się w piaskach rzecznych. Ponadto, iryd wytwarza się w wytopie z rud niklu .

nieruchomości

Stopiony iryd 8,3 g łuku

Folia irydowa

Właściwości fizyczne

Ze względu na swoją twardość i kruchość iryd jest trudny w obróbce. W naturalnie występującym składzie izotopowym iryd jest drugim po osmie najgęstszym pierwiastkiem.

Właściwości chemiczne

W czerwonym cieple iryd utlenia się niecałkowicie do czarnego IrO ₂ , który ponownie rozpada się powyżej 1140  ° C. Iryd, podobnie jak osm, jest również lotny w cieple, a zwłaszcza ma wyższą zawartość tlenu niż tlenek IrO ₃ . Jednak w przeciwieństwie do osmu osadza się ponownie jako metal lub IrO ₂ w zimnych miejscach . W postaci proszku jest to palne ciało stałe, które można łatwo zapalić przez krótkie wystawienie na działanie źródła zapłonu. Im drobniej rozprowadzona jest substancja, tym większe ryzyko zapłonu. W kompaktowej formie nie jest łatwopalny. Jest stabilny w kwasach mineralnych , w tym w wodzie królewskiej . Natomiast w stopionych chlorkach przekształca się w chlorki podwójne w obecności chloru , np. B. Na ₂ [IrCl ₆ ].

Izotopy

Istnieją dwa naturalne izotopy irydu, 34 izotopy promieniotwórcze i 21 izomerów rdzeniowych , z których izomer rdzeniowy ^192m2 Ir jest najbardziej stabilny z okresem półtrwania 241 lat. Rozkłada się poprzez wewnętrzną konwersję do ¹⁹² Ir, który jest izotopem o najdłuższym okresie półtrwania 73.831 dni. ¹⁹² Ir rozpada się jako ^emiter beta do ^izotopu platyny ^{192 m} Pt, większość pozostałych do osmu . Pozostałe izotopy i izomery rdzeniowe mają okres półtrwania od 300 µs przy ¹⁶⁵ Ir do 11,78 dni przy ¹⁹⁰ Ir.

Ze względu na promieniowanie gamma o energii około 550 keV (kiloelektronowolt), ¹⁹² Ir nadaje się do badań radiograficznych elementów. W przypadku przedmiotów obrabianych o grubości ścianki większej niż 20 mm zwykle stosuje się ten izotop (uregulowany normami, patrz np. DIN EN ISO 5579).

W przypadku badań nieniszczących materiałów (NDT) promiennik irydowy jest zwykle spawany w formie tabletki o średnicy 2-3 mm w uchwycie chłodnicy i jest on umieszczony w zamykanym pojemniku roboczym typu B, który jest wyłożony zubożonym uranem do osłonić promieniowanie gamma .

Pojemniki robocze na emitery irydu mają wymiary: długość 20 cm, szerokość 10 cm i wysokość 15 cm. Dzięki płaszczowi uranowemu waga wynosi od 13 do 20 kg, w zależności od aktywności.

→ Lista izotopów irydu

posługiwać się

Iryd jest często składnikiem stopów , któremu nadaje twardość i/lub kruchość. Stopy platynowo-irydowe wykorzystywane są do pomiarów precyzyjnych, w medycynie oraz w inżynierii mechanicznej .

Jest również używany:

• jako część stopu oryginalnego kilograma i trzeciego oryginalnego metra ,
• do zamykania dwutlenku plutonu w bateriach izotopowych ,
• w postaci pojemników i tygli do zastosowań wysokotemperaturowych,
• jako kontakt elektryczny,
• w jubilerstwie jako stop platynowo- irydowy (PtIr 800 i PtIr 900) na części intensywnie eksploatowane ( obrączki , spinki do krawatów , zapięcia , mechanizmy i sprężyny),
• do elektrod świec zapłonowych ,
• w stalówkach z przodu końcówki piór wiecznych zwykle stosuje się stop Os/Ir ,
• ze stopu z platyną jako końcówką atomizera w płomieniowej spektrometrii absorpcji atomowej ,
• przy pomiarze napięcia powierzchniowego metodą pierścieniową Du Noüy, gdzie jest stosowany w stopie z platyną ze względu na jego optymalną zwilżalność,
• w tarczach do napylania do wytwarzania powłok rozpraszających elektrony z nieprzewodników elektrycznych w skaningowej mikroskopii elektronowej o wysokiej rozdzielczości ,
• jako warstwa ochronna UV na wysokiej jakości okularach przeciwsłonecznych ,
• w stopach dentystycznych ,
• coraz częściej jako katalizator reakcji chemicznych (ważne przemysłowo w syntezie kwasu octowego ),
• ze względu na wysoką gęstość i wysoką temperaturę topnienia jako cel w fizyce jądrowej, na przykład do generowania antyprotonów w CERN .
• W barwnikach organicznych diod elektroluminescencyjnych do generowania przejść singletowo-trypletowych
• jako część elektrolizera (do generowania wodoru )

Kredowy wpływ paleogenu

Irydu występuje w stosunkowo wysokich stężeniach, że 66 milionów lat warstwy stary osad, który oddziela chronostratygraficznych systemy kredy a paleogenie i jest uważany za wskazanie duży wpływ meteorytu, który zgodnie z głównym opinii naukowej około 75 procent ówczesny gatunek oprócz dinozaurów padł ofiarą; patrz także anomalia Iridium , krater Chicxulub i granica kreda-paleogen .

instrukcje bezpieczeństwa

Iryd metaliczny jest nietoksyczny ze względu na swoją trwałość. W postaci proszku lub pyłu jest wysoce łatwopalny, w postaci kompaktowej jest niepalny. Związki irydu muszą być sklasyfikowane jako toksyczne.

spinki do mankietów

Wiele soli irydu jest zabarwionych: z chlorem tworzy oliwkowozielony chlorek irydu (III) lub ciemnoniebiesko-czarny, nie do końca zdefiniowany chlorek irydu (IV) . Reaguje z fluorem tworząc żółty lotny fluorek irydu (VI) lub żółtozielony fluorek irydu (V) . Przewidywany przed laty stopień utlenienia +IX dla Irydu został również potwierdzony eksperymentalnie w 2014 r. przez zsyntetyzowany [IrO ₄ ] ⁺ . Jest to jedyny pierwiastek, w którym ten stopień utlenienia jest znany w związku. Oprócz tlenków i halogenków irydu znane są liczne oktaedryczne, diamagnetyczne kompleksy irydu(III), takie jak kompleksy aminowe i chlorokompleksy. Redukcja chlorku irydu(III) w alkoholu w obecności ligandów π-akceptorów prowadzi do kwadratowych płaskich kompleksów irydu(I), z których najlepiej badany jest kompleks Vaskasa . Poprzez redukcję chlorku irydu (III) tlenek węgla , karbonylki irydu takie jak kanarkowym [IR ₄ (CO) ₁₂ ], a czerwona [Ir ₆ (CO) ₁₆ uzyskuje]. Kompleksy irydu mogą być stosowane w katalizie homogenicznej, zwłaszcza w reakcjach uwodorniania.

literatura

• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Podręcznik chemii nieorganicznej . Wydanie 102. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
• Hans Breuer: dtv-Atlas Chemie. Tom 1, wydanie IX. Monachium 2000, ISBN 3-423-03217-0 .
• M. Binnewies: Chemia ogólna i nieorganiczna. Wydanie I. Heidelberg 2004, ISBN 3-8274-0208-5 .
• NN Greenwood, A. Earnshaw: Chemia pierwiastków. Wydanie I. Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 .
• Harry H. Binder: Leksykon pierwiastków chemicznych - układ okresowy w faktach, liczbach i danych. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .

linki internetowe

Wikisłownik: Iridium  - objaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia

• Obraz w kolekcji Heinricha Pnioka
• Atlas minerałów: Iryd (Wiki)

Indywidualne dowody

1. ↑ Harry H. Binder: Leksykon pierwiastków chemicznych. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Wartości dla właściwości (pole informacyjne) są pobierane z www.webelements.com (Iridium) , chyba że zaznaczono inaczej .
3. ↑ Komisja IUPAC ds. Obfitości Izotopów i Mas Atomowych: Zrewidowane Standardowe Masy Atomowe 14 Pierwiastków Chemicznych. W: Chemia Międzynarodowa. 40, 2018, s. 23, doi : 10.1515 / ci-2018-0409 .
4. ↑ ^{a b c d e} Wpis na temat irydu w Kramidzie, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. i NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (wersja 5.7.1) . Wyd.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Źródło 13 czerwca 2020 r.
5. ↑ ^{a b c d e} wpis na temat iridium w WebElements, https://www.webelements.com , dostęp 13 czerwca 2020 r.
6. ↑ JW Arblaster: Gęstości osmu i irydu. W: Przegląd metali platynowych. 33, 1, 1989, s. 14-16 ( pełny tekst ; PDF; 209 kB).
7. ↑ Robert C. Weast (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 do E-145. Wartości tam podane są w g/mol i podawane w jednostkach cgs. Podana tutaj wartość to obliczona z niej wartość SI, bez jednostki miary.
8. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Poprawione wartości punktów wrzenia i entalpii parowania pierwiastków w podręcznikach. W: Journal of Chemical & Engineering Data . 56, 2011, s. 328-337, doi: 10.1021/je1011086 .
9. ↑ ^{a b} Guanjun Wang, Mingfei Zhou, James T. Goettel, Gary G. Schrobilgen, Jing Su, Jun Li, Tobias Schlöder, Sebastian Riedel: Identyfikacja związku zawierającego iryd o formalnym stopniu utlenienia IX . W: Przyroda . taśma 514 , 21 sierpnia 2014, s. 475-477 , doi : 10.1038 / nature13795 . 
10. ↑ ^{b c} wpisu na Iridium, proszek na bazie substancji GESTIS z tej IFA , dostępnym w dniu 12 kwietnia 2020 r. (wymagany JavaScript)
11. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . Wydanie 85. CRC Press, Boca Raton, Floryda, 2005. Rozdział 14, Geofizyka, astronomia i akustyka; Obfitość pierwiastków w skorupie ziemskiej i morzu.
12. ↑ Nota techniczna grupy roboczej CERN Neutrino Factory princeton.edu, dostęp 1 lutego 2011 r.
13. ↑ Michael J. Henehan, Andy Ridgwell, Ellen Thomas, Shuang Zhang, Laia Alegret, Daniela N. Schmidt, James WB Rae, James D. Witts, Neil H. Landman, Sarah E. Greene, Brian T. Huber, James R. Super, Noah J. Planavsky, Pincelli M. Hull: Szybkie zakwaszenie oceanu i przedłużająca się regeneracja systemu Ziemi nastąpiły po uderzeniu Chicxulub z końca kredy . W: PNAS . 116, nr 43, październik 2019. doi : 10.1073 / pnas.1905989116 .
14. ↑ Steve Ritter: Iryd ubrany w dziewiątki - Układ okresowy pierwiastków: IrO ₄ ⁺ to pierwsza cząsteczka z pierwiastkiem na stopniu utlenienia +9 . W: Wiadomości chemiczne i inżynieryjne . 2014.
15. ^ Leksykon Chemii: Związki Irydu - Leksykon Chemii , dostęp 20 lutego 2018