ოსმიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ოსმიუმი / Osmium (Os)Os-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 76
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება
Osmium-crystals 2.jpg
მოლურჯო-თეთრი ბჭყვიალა მაგარი ლითონი
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
190,23 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 135 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 819,8(8,50) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 4f14 5d6 6s2
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 126 პმ
იონური რადიუსი (+6e) 69 (+4e) 88 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
2,2
ელექტროდული პოტენციალი
ჟანგვის ხარისხი 8, 6, 4, 3, 2, 0, −2
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 22,587 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 24,7[1] /(·მოლი)
თბოგამტარობა (87,6) ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 3327
დნობის სითბო 31,7 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 5300
აორთქლების სითბო 738 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 8,43 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა ჰექსაგონალური
მესრის პერიოდი 4,317[2] Å
შეფარდება 1,579n/
დებაის ტემპერატურა


ოსმიუმის ატომის სქემა
Os 76
190,23
[Xe] 4f14 5d6 6s2
ოსმიუმი

ოსმიუმი — დიმიტრი მენდელეევის პერიოდული სისტემის VIII ჯგუფის ქიმიური ელემენტია, რომლის ატომური რიცხვია 76, აღინიშნება სიმბოლოთი Os (ლათ. Osmium). სტანდარტულ პირობებში წარმოადგენს მოვერცხლისფრო-მოლურჯო ფერის მყიფე გარდამავალ ლითონს. მიეკუთვნება პლატინის ჯგუფის ლითონებს. ფლობს მაღალი სიმკვრივეს, ამ პარამეტრით შეიძლება შევადაროთ მხოლოდ ირიდიუმს (Os და Ir სიმკვრივეები თითქმის ტოლია თუ ჩავთვლით გამოთვლით ცდომილებას)[3].

ისტორია[რედაქტირება]

ოსმიუმი აღმოჩენილ იქნა 1804 წელს ინგლისელი ქიმიკოსის თანანტ სმიტსონის მიერ უილიამ ჰაიდ ვოლასტონთან თანამშრომლობით[4] პლატინის მადნიდან პლატინის სამეფო წყალში გახსნისას დარჩენილ ნალექში. მსგავს კვლევებს აწარმოებდნენ ფრანგი ქიმიკოსები იპოლიტ-ვიქტორ კოლე-დესკოტი, ანტუან ფრანსუა დე ფურკრუა და ლუი ნიკოლა ვოლკენი, რომლებიც მივიდნენ იმ დასკვნამდე რომ დარჩენილი ნალექი შეიცავდა რაღაც უცნობ ელემენტს. ჰიპოტეტურად ელემენტს მიენიჭა სახელი პტენი (ფრთიანი), მაგრამ თენანტის ცდებმა უჩვენა რომ, ეს იყო ორი ელემენტის ნარევი - ირიდიუმის და ოსმიუმის.

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ოსმიუმის დაჟანგვის ხარისხები
−2 Na2Os(CO)4
−1 Na2Os4(CO)13
0 Os3(CO)12
+1 OsI
+2 OsI2
+3 OsBr3
+4 OsO2, OsCl4
+5 OsF5
+6 OsF6
+7 OsOF5, OsF7
+8 OsO4, Os(NCH3)4

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

ოსმიუმის ზოდი.

ოსმიუმი — რუხი-მოცისფრო, მაგარი, მაგრამ მყიფე ლითონია ძალიან მაღალი კუთრი წონით, რომელიც ინარჩუნებს თავის ბრჭყვიალებას მაღალი ტემპერატურის დროსაც. თავისი სიმაგრის, სიმყიფის, ორთქლის დაბალი წნევის (ყველაზე დაბალი ყველა პლატინის ჯგუფის ლითონებს შორის), და ასევე ძალიან მაღალი დნობის ტემპეატურის გამო, ძნელად ხდება ლითონური ოსმიუმის მექანიკური დამუშავება. ოსმიუმი ითვლება ყველაზე მკვრივ, მჭიდრო ელემენტად, და აქვს მცირედით უკეთესი პარამეტრი ვიდრე ირიდიუმს[5]. სიმკრივის შედარებით უფრო ზუსტი მნიშვნელობები შეიძლება გამოთვლილ იქნას მათი კრისტალური მესერის პარამეტრების მიხედვით: 22,562 ± 0,009 გრ/სმ³ ირიდიუმისათვის და 22,587 ± 0,009 გრ/სმ³ ოსმიუმისათვის[6]. ამ ლითონების სხვადასხვა იზოტოპების შედარებისას, ყველაზე მკვრივი აღმოჩნდება 192Os. ოსმიუმის უაღრესად მაღალი სიმკვრივე აიხსნება ლანთანოიდური შეკუმშვით[6], ასევე ჰექსაგონალური მჭიდროდ შეფუთული კრისტალური მესერით.

სახელწოდების წარმომავლობა[რედაქტირება]

სახელი ეწოდა ძვ. ბერძნ. ὀσμή-დან (სუნი), მკვეთრი სუნის მქონე აქროლადი ოქსიდის OsO4 გამო (მოგვაგონებს ოზონს).

ბუნებაში[რედაქტირება]

ოსმიუმის კრისტალები

თვითნაბადი სახით ოსმიუმი არაა აღმოჩენილი. ის გვხვდება პოლიმეტალურ მადნებში, რომლების ასევე შეიცავენ პლატინას და პალადიუმს (სულფიდური სპილენძ-ნიკელის და სპილენძ-მოლიბდენის მადნები). ოსმიუმის ძირითადი მინერალები — მიეკუთვნებიან მყარი ხსნარების კლასს, ოსმიუმის და ირიდიუმის ბუნებრივი შენადნობები (ნევიანსკიტი და სისერტსკიტი). ზოგჯერ ეს მინერალები გვხვდება დამოუკიდებლად, უფრო ხშირად კი ოსმიუმ ირიდიუმი შედის თვითნაბადი პლატინის შემადგენლობაში.

საბადოები[რედაქტირება]

ოსმიუმიანი ირიდიუმის ძირითადი საბადოები თავმოყრილია რუსეთში (ციმბირი, ურალი), აშშ (ალასკა, კალიფორნია), კოლუმბია, კანადაში, სამხრეთ აფრიკის ქვეყნებში.

უდიდეს მარაგს ფლობს ბუშველდის კომპლექსის საბადო სამხრეთ აფრიკის რესპუბლოკაში[7].

ოსმიუმი გვხვდება ასევე გოგირდთან და დარიშხანთან შექმნილი ნაერთების სახით (ერლიხმანიტი, ოსმიუმიანი ლაურიტი, ოსარსიტი). როგორც წესი ოსმიუმის შემცველობა მადნებში არ აღემატება 1×10−5.

სხვა კეთილშობილ ლითონებთან ერთად გვხვდება რკინის მეტეორიტების შემადგენლობაში.

იზოტოპები[რედაქტირება]

ბუნებაში ოსმიუმი გვხვდება 7 იზოტოპის სახით, 6 მათ შორის არის სტაბილური: 184Os, 187Os, 188Os, 189Os, 190Os და 192Os. ყველაზე მძიმე იზოტოპზე (ოსმიუმ-192) მოდის საერთო "მარაგის" წილის 41 %, ყველაზე მჩატე იზოტოპზე (ოსმიუმ-184) კი მოდის წილის 0,018 %. ოსმიუმ-186 განიცდის ალფა-დაშლას, მაგრამ მისი განსაკუთრებულად დიდი ნახევარდაშლის პერიოდის გამო — (2,0 ± 1,1)×1015 წელი, — მას თვლიან პრაქტიკულად სტაბილურად. გამოთვლების თანახმად, დანარჩენი ბუნებრივი იზოტოპიც ასევე შეიძლება განიცდიდეს ალფა-დაშლას, მაგრამ კიდევ უფრო დიდი ნახევარდაშლის პერიოდით, ამიტომაც მათი ალფა-დაშლა პრაქტიკულად აღარ შეიმჩნევა. თეორიულად 184Os და 192Os-თვის შესაძლებელია ორმაგი ბეტა-დაშლა, მაგრამ დაკვირვებებით არაა დაფიქსირებული.

იზოტოპი ოსმიუმ-187 არის რენიუმის (187Re, ნახევარდაშლის პერიოდი 4,56×1010 წელი) იზოტოპის დაშლის შედეგი. ის აქტიურად გამოიყენება მთის ქანების და მეტეორიტების დასათარიღებლად (რენიუმ-ოსმიუმის მეთოდი). ოსმიუმის ყველაზე მეტად დათარიღების მეთოდებში გამოყენება ხდება ირიდიუმ-ოსმიუმის მეთოდში, რომელიც გამოიყენება კვარცების ანალიზის დროს.

ოსმიუმის იზოტოპების დაყოფა წარმოადგენს მეტად ძნელ ამოცანას. სწორედ ამიტომაც მისი ზოგიერთი იზოტოპი ძალიან ძვირი ღირს. პირველი და ერთადერთი სუფთა ოსმიუმ-187-ის ექსპორტიორია ყაზახეთი, 2004 წლის იანვრიდან ის ოფიციალურად ამ ნივთიერებას თავაზობს 10 000 დოლარად 1 გრამში[8].

ოსმიუმ-187 არ აქვს ფართო პრაქტიკული გამოყენება. ამიტომაც ზოგიერთი მონაცემებით, ამ ოპერაციის მიზანი იყო არალეგალური კაპიტალის გათეთრება[9][10].

გავრცობადობა[რედაქტირება]

მიღება[რედაქტირება]

ოსმიუმს გამოყოფენ პლატინური ლითონების გამდიდრებული ნედლეულიდან, ამ კონცენტრატის ჰაერზე გახურების გზით 800—900 °C ტემპერატურაზე. ამ დროს რაოდენობრივად სუბლიმირდება აქროლადი ოსმიუმის ტეტრაოქსიდის OsO4 ორთქლი, რომელიც შემდგომ შთაინთქმება ნატრიუმის ჰიდროქსიდის NaOH ხსნარით. ხსნარის აორთქლებით გამოყოფენ მარილს — ნატრიუმის პეროსმატს, რომელსაც შემდგომ აღადგენენ ოსმიუმამდე წყალბადით 120 °C-ზე:

Na2[OsO2(OH)4] + 3H2 = 2NaOH + Os + 4H2O.

ოსმიუმი ამ დროს მიიღება ღრუბლის სახით.

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

მაღალი სიმაგრე და განსაკუთრებულად ძნელად დნობადობა იძლევა საშუალებას ოსმიუმი გამოყენებული იქნას როგორც საფარი ხახუნის კვანძებში.

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ოსმიუმის ჟანგვის ხარისხები
−2 Na2[Os(CO)4]
−1 Na2[Os4(CO)13]
0 Os3(CO)12
+1 OsI
+2 OsI2
+3 OsBr3
+4 OsO2, OsCl4
+5 OsF5
+6 OsF6
+7 OsOF5, OsF7
+8 OsO4, Os(NCH3)4

ოსმიუმის ფხვნილი გახურებისას რეაგირებს ჟანგბადთან, ჰალოგენებთან, გოგირდის ორთქლთან, სელენთან, ტელურთან, ფოსფორთან, აზოტმჟავასთან და გოგირდმჟავასთან. კომპაქტური ოსმიუმი არ ურთიერთქმედებს არც მჟავებთან და არც ტუტეებთან, მაგრამ შემდნარ ტუტეებთან წარმოქმნის წყალში ხსნად ოსმატებს, ნელა რეაგირებს აზოტმჟავასთან და სამეფო წყალთან, რეაგირებს გამდნარ ტუტეებთან მჟანგავებთან თანდასწრებით (კალიუმის ნიტრატი ან ქლორატი), გამდნარ ნატრიუმის ზეჟანგთან. ნაერთებში ოსმიუმი ავლენს −2-დან +8-მდე ჟანგვის ხარისხს, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია +2, +3, +4 და +8[11].

ოსმიუმი - არის ერთ ერთი მცირე ლითონებს შორის, რომელიც წარმოქმნის პოლიბირთვულ (ან კლასტერულ) ნაერთებს. პოლიბირთვული ოსმიუმის კარბონილი Os3(CO)12 გამოიყენება ნახშირწყლების ლითონურ ცენტრებზე ქიმიური რეაქციის მოდელირებისა და კვლევებისათვის[12][13][14]. კარბონილური ჯგუფები Os3(CO)12-ში შეიძლება ჩანაცვლებული იყვნენ სხვა ლიგანდებით[15], რომლებიც მათ შორის შეიცავს სხვა გარდამავალი ლითონების კლასტერულ ბირთვებს[16].

გამოყენება[რედაქტირება]

  • გამოიყენება როგორც კატალიზატორი ამიაკის სინთეზისათვის, ორგანული ნაერთების ჰიდრირებისას, მეტანოლის საწვავი ელემენტების კატალიზატორებში.
  • შენადნობი «ოსრამი» (ოსმიუმი ვოლფრამთან) გამოიყენება გახურების ნათურების ძაფების დასამზადებლად.
  • არის ცნობები ოსმიუმის სამხედრო მიზნებით გამოყენებისა, როგორც საარტილერიო ჭურვების და რაკეტების ქობინების ნაწილი. ასევე გამოიყენება საავიაციო და სარაკეტო ტექნიკის ელექტრონულ აპარატურაში.
  • როგორც კომპონენტი ირიდიუმისა და რუთენიუმის ზემაგარი და ცვეთაგამძლე შენადნობებში (საყრდენი ღერძები ზუსტ ხელსაწყოებში)[17].
  • ოსმიუმის ტეტრაოქსიდი გამოიყენებსა ელექტრონული მიკროსკოპიაში ბიოლოგიური ობიექტების ფიქსაციისათვის.

ბიოლოგიური როლი და ფიზიოლოგიური ქმედება[რედაქტირება]

ოსმიუმი არ თამაშობს ბიოლოგიურ როლს. და ოსმიუმის უმაღლესი ოქსიდი მეტად ტოქსიკურია.

პლატინის (90 %) და ოსმიუმის (10 %) შეადნობი გამოიყენება ქირურგიულ იმპლანტანტებში, როგორიცაა ელექტროკარდიოსტიმულატორი, და ფილტვების ღეროების სარქველების ჩანაცვლებისას[18].

ღირებულება[რედაქტირება]

ოსმიუმი ჩვეულებრივ იყიდება 99-პროცენტიანი ფხვნილის სახით. როგორც სხვა ძვირფასი ლითონები, იზომება ტროას უნციებით და გრამებით. მისი ფასი მიახლოებით შეადგენს 10[19] აშშ დოლარს ერთ გრამზე, და დამოკიდებულია მომწოდებელზე და მის მის ხარისხზე.

საინტერესო ფაქტები[რედაქტირება]

ოსმიუმი - არის ლითონი, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი სიმკვრივე — 22,587 გრ/სმ³[20].

ოსმიუმისა და ალუმინის შენადნობს აქვს უჩვეულოდ მაღალი პლასტიურობა და შეიძლება გაიწელოს გაუწყვეტლად ორჯერ.

იხილეთ აგრეთვე[რედაქტირება]

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:

სქოლიო[რედაქტირება]

  1. რედკოლ.:კნუნიანცი (მთ. რედ.) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად. — მოსკოვი: დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია, 1992. — ტომი: 3. — გვ. 639. — 50 000 ეგზ. — ISBN 5—85270—039—8
  2. WebElements Periodic Table of the Elements | Osmium | crystal structures
  3. ეს შედეგი მიღებულია თეორიული გამოთვლების საფუძველზე. იხ. The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals (1979), 64(1), ფურც. 7-9.
  4. Hunt, L. B. (1987). „A History of Iridium“. Platinum Metals Review 31 (1): გვ. 32–41. 
  5. Arblaster, J. W. (1989). „Densities of osmium and iridium: recalculations based upon a review of the latest crystallographic data“. Platinum Metals Review 33 (1): გვ. 14–16. 
  6. 6.0 6.1 Arblaster, J. W. (1995). „Osmium, the Densest Metal Known“. Platinum Metals Review 39 (4): გვ. 164. 
  7. Seymour, R. J.; O'Farrelly, J. I. (2001). "Platinum-group metals", Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley. DOI:10.1002/0471238961.1612012019052513.a01.pub2. 
  8. ყაზახეთმა ოფიციალურად გამოიტანა ოსმიუმ-187 გასაყიდად. ყველაზე ძვირადღირებული ლითონი მსოფლიოში, 22.01.2004
  9. Философский осмий-187. Ядерная контрабанда из Казахстана — это блеф?, 19.09.2003
  10. Петрик В. И. Штрихи к портрету, 12.06.2003
  11. Barnard, C. F. J. (2004). „Oxidation States of Ruthenium and Osmium“. Platinum Metals Review 48: გვ. 157. DOI:10.1595/147106704X10801. 
  12. Krause, J. (1993). „Preparation of [Os3(CO)11]2− and its reactions with Os3(CO)12; structures of [Et4N][HOs3(CO)11] and H2OsS4(CO)“. Journal of Organometallic Chemistry 454: გვ. 263–271. DOI:10.1016/0022-328X(93)83250-Y. 
  13. Carter, Willie J.; Kelland, John W.; Okrasinski, Stanley J.; Warner, Keith E.; Norton, Jack R. (1982). „Mononuclear hydrido alkyl carbonyl complexes of osmium and their polynuclear derivatives“. Inorganic Chemistry 21: გვ. 3955–3960. DOI:10.1021/ic00141a019. 
  14. Calvert, R. B.; Shapley, J. R. «Activation of Hydrocarbons by Unsaturated Metal Cluster Complexes. 6. Synthesis and Characterization of Methyldecacarbonylhydridotriosmium, Methylenedecacarbonyldihydridotriosmium, and Methylidynenonacarbonyltrihydridotriosmium. Interconversion of Cluster-Bound Methyl and Methylene Ligands» Journal of the American Chemical Society 1977, volume 99, 5225-6.|DOI = 10.1021/ja00457a077|
  15. Tunik S.P. (2004). „Reviews: The chemistry of carbonyl clusters of transition metals containing labile and hemilabile ligands. Synthesis, reactivity, and prospects for application“. Russian Chemical Bulletin, International Edition: გვ. 2657—2669. 
  16. (10 April 1992) „Synthesis and spectroscopic characterization of the heteronuclear diphosphine linked cluster Os3(CO)11(Ph2PCH2PPh2)Rh6(CO)15“. Journal of Organometallic Chemistry 426, Issue 1: გვ. 105-107. DOI:10.1016/0022-328X(92)83165-E. 
  17. http://db.alta.ru/poyasnenia/htmltnved/P7110.html
  18. http://www.nrcan-rncan.gc.ca/mms-smm/busi-indu/cmy-amc/content/2005/71.pdf
  19. Live Osmium prices.
  20. გინესის რეკორდების წიგნი ქიმიური ნივთიერებებისათვის