CAS號(hao):7439-88-5
EINECS號:231-095-9
原子量:192.22
元素類型:過渡金屬
體(ti)積彈性模量:320GPa
原子化焓:628kJ/mol
熱(re)容:25.10J /(mol· K)
導熱系(xi)數:147W/(m·K)
導電性:0.197×106/(cm ·Ω)
熔化熱:26.10kJ/mol
汽化熱:604.0kJ/mol
原子體(ti)積:8.54cm3/mol
密(mi)度:22.56g/cm3
元素在宇宙中的含(han)量:0.002ppm
元素在太陽中的含量:0.002ppm
地殼中含量(liang):0.000003ppm
氧化態:主(zhu)要:+3,+4其他:0,+1,+2,+5,+6
晶(jing)體結構:晶(jing)胞為(wei)面心立方晶(jing)胞,每個晶(jing)胞含(han)有4個金(jin)屬原子。
晶胞參數(shu):a=383.9 pm;b = 383.9 pm;c = 383.9 pm;α = 90°;β = 90°;γ = 90°
莫氏硬(ying)度:6.5
聲音在(zai)其中的傳播速率:4825m/s
發現人:臺奈(nai)特(Tennant)
發現年(nian)代(dai):1803年(nian)
銥是一種化學(xue)元素,化學(xue)符(fu)號是Ir,原(yuan)子序數77。
銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)化學(xue)(xue)性質很穩定(ding)。是(shi)最耐腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu),銥(yi)(yi)(yi)對酸的(de)(de)(de)化學(xue)(xue)穩定(ding)性極(ji)高,不(bu)溶于酸,只有海綿狀的(de)(de)(de)銥(yi)(yi)(yi)才會緩慢地溶于熱(re)王(wang)(wang)水(shui)中(zhong),如果是(shi)致密(mi)狀態的(de)(de)(de)銥(yi)(yi)(yi),即使是(shi)沸(fei)騰的(de)(de)(de)王(wang)(wang)水(shui),也(ye)不(bu)能(neng)腐(fu)蝕(shi)(shi);但是(shi),在(zai)(zai)高溫加壓(ya)的(de)(de)(de)密(mi)閉反(fan)應釜中(zhong),銥(yi)(yi)(yi)在(zai)(zai)250°C以上的(de)(de)(de)王(wang)(wang)水(shui)中(zhong)受(shou)到明顯(xian)腐(fu)蝕(shi)(shi);由(you)20份(fen)濃(nong)鹽酸與1份(fen)濃(nong)硝酸配置的(de)(de)(de)混酸,在(zai)(zai)相(xiang)同(tong)溫度與壓(ya)力下,對銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)性是(shi)王(wang)(wang)水(shui)的(de)(de)(de)20倍左右(you),因此在(zai)(zai)化學(xue)(xue)分(fen)析中(zhong)常用來做消(xiao)解金(jin)屬(shu)(shu)銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)試劑。
銥在(zai)350°C的(de)熔融氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)中(zhong)(未通入空(kong)氣)極其耐腐(fu)蝕,腐(fu)蝕率小于0.005mm/年(約(yue)3.5mdd),但400°C以(yi)上(shang)的(de)熔融氫(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)對銥的(de)腐(fu)蝕很嚴重(zhong);熔融的(de)氫(qing)氧化(hua)(hua)鉀也可(ke)以(yi)強烈腐(fu)蝕銥。?
在室(shi)溫(wen)中(zhong),致密的(de)金屬銥,對(dui)干燥的(de)氟(fu)氣,以(yi)及干燥或者(zhe)潮濕的(de)氯,溴,碘,都具有(you)極好(hao)的(de)耐腐(fu)蝕性。沒有(you)可見腐(fu)蝕。
一般的腐蝕(shi)劑都不能腐蝕(shi)銥。有形成(cheng)配位化合物得強烈傾(qing)向。
元素(su)來源:在地殼(ke)中含量僅(jin)有9×10-9%。主要(yao)存在于鋨(e)(e)銥(yi)(yi)礦(kuang)中。可用鋅與在提煉鉑(bo)時所得得鋨(e)(e)銥(yi)(yi)合金(jin)中分離制得。
元素用途:很多高熔點氧(yang)化(hua)物(wu)單(dan)晶,是在純銥(yi)制成的(de)(de)坩堝中(zhong)進行生(sheng)長的(de)(de),純銥(yi),鉑銥(yi)合(he)金,銥(yi)銠合(he)金多用于制作科學儀(yi)器、熱電(dian)偶、電(dian)阻線等(deng)。在鉑中(zhong)加(jia)入銥(yi),可以提(ti)高鉑在水,酸,鹵素中(zhong)的(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)性,以及500°C以下的(de)(de)機械(xie)強度,但隨著銥(yi)含量的(de)(de)增加(jia),在900°C以上合(he)金在空氣中(zhong)的(de)(de)氧(yang)化(hua)失重也(ye)增加(jia)。含10%的(de)(de)銥(yi)和與90%的(de)(de)鉑的(de)(de)鉑銥(yi)合(he)金,因膨脹系數(shu)極小,用來制造(zao)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)米尺(chi),世界上的(de)(de)千克原器也(ye)曾是由鉑銥(yi)合(he)金制作的(de)(de)。
屬于周期表Ⅷ族過(guo)渡(du)元素(su),元素(su)符號(hao)Ir,原子序(xu)數77,原子量(liang)192.22,面心立方晶(jing)格,是一種稀(xi)有的貴金屬材料。
簡史1803年英國s.Tennant由分離鉑后(hou)的(de)黑色殘渣中(zhong)發(fa)現銥(yi);1813年進行了(le)(le)銥(yi)的(de)第一次熔化實(shi)驗;1860年帝(di)俄造幣廠用約8kg原生含(han)銥(yi)材料和(he)其他殘渣作原料進行熔煉,得到一個1.805kg重(zhong)的(de)銥(yi)錠。1881年霍蘭(lan)(J.Holland)以“熔化和(he)鑄造銥(yi)的(de)工(gong)藝”為題申(shen)請了(le)(le)美國專利(li)。此后(hou),各國的(de)冶金工(gong)作者們為解決銥(yi)的(de)加(jia)工(gong)問題作了(le)(le)大(da)量工(gong)作。
性(xing)能:(1)熔(rong)(rong)點(dian)2450℃,銥(yi)(yi)制品使用溫(wen)度可達2100~2200℃;(2)彈性(xing)模量高(gao)(538.3GPa),泊(bo)松(song)系數(shu)低(0.26),低溫(wen)塑性(xing)很差;(3)是(shi)最(zui)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)金屬(shu),致密態銥(yi)(yi)不溶于所有無機酸,也不被其他金屬(shu)熔(rong)(rong)體浸(jin)蝕,例如熔(rong)(rong)化的(de)鉛、鋅、鎳(nie)、鐵(tie)、金等;能耐(nai)許多熔(rong)(rong)融試劑和高(gao)溫(wen)硅酸鹽(yan)的(de)浸(jin)蝕;(4)像(xiang)其他鉑族金屬(shu)合(he)金一樣(yang),銥(yi)(yi)合(he)金能牢(lao)固吸附有機物,可作催化劑材料;(5)銥(yi)(yi)在空氣或氧(yang)氣中(zhong)600℃以(yi)上生成IrO?,并在1100℃分(fen)解;在1227℃空氣中(zhong)銥(yi)(yi)的(de)揮發量為鉑的(de)100倍。銥(yi)(yi)可采用高(gao)頻(pin)或中(zhong)頻(pin)爐、電(dian)弧(hu)爐、電(dian)子束等熔(rong)(rong)煉。銥(yi)(yi)在1600℃以(yi)上具有好(hao)的(de)塑性(xing),通常進行熱加工。
用途(tu)(tu)(tu):銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)高(gao)熔點、高(gao)穩定(ding)性使其(qi)在(zai)(zai)很多特(te)殊(shu)場合(he)具有重(zhong)要(yao)用途(tu)(tu)(tu),但銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)脆性和高(gao)溫(wen)(wen)損耗(hao)在(zai)(zai)一定(ding)程度(du)上限(xian)制了它(ta)的(de)(de)(de)應用。銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)最早應用是作筆尖材(cai)(cai)料(liao),后來又提(ti)出了注射(she)針(zhen)頭(tou)、天平刀刃、羅盤(pan)支架、電(dian)觸頭(tou)等方面的(de)(de)(de)用途(tu)(tu)(tu)。銥(yi)(yi)(yi)(yi)坩堝可(ke)用于生長難熔氧化物晶(jing)體(ti),該坩堝能在(zai)(zai)2100~2200℃工作幾千小(xiao)時(shi),是重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)貴(gui)金屬(shu)器皿材(cai)(cai)料(liao)。銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)抗氧化性和熱(re)電(dian)性能使銥(yi)(yi)(yi)(yi)/銥(yi)(yi)(yi)(yi)銠熱(re)電(dian)偶(ou)成為(wei)惟一能在(zai)(zai)大氣中測(ce)量達2100℃高(gao)溫(wen)(wen)的(de)(de)(de)貴(gui)金屬(shu)測(ce)溫(wen)(wen)材(cai)(cai)料(liao);可(ke)用作放射(she)性熱(re)源(yuan)的(de)(de)(de)容(rong)器材(cai)(cai)料(liao);陽極氧化銥(yi)(yi)(yi)(yi)膜是一種有前途(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)電(dian)顯色材(cai)(cai)料(liao)。Ir-192是γ射(she)線源(yuan),可(ke)用于無損探傷和放射(she)化學治療。同時(shi),銥(yi)(yi)(yi)(yi)是一個很重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)合(he)金化元(yuan)素,一些銥(yi)(yi)(yi)(yi)合(he)金使用在(zai)(zai)某些關鍵(jian)部門;銥(yi)(yi)(yi)(yi)化合(he)物亦有其(qi)特(te)有用途(tu)(tu)(tu)。
銥(yi)的(de)(de)發現與鉑(bo)以及(ji)其他(ta)(ta)鉑(bo)系元(yuan)素(su)息息相(xiang)關。古埃(ai)塞俄(e)比(bi)亞(ya)人和南美洲各文化的(de)(de)人自古便有使用自然產生的(de)(de)鉑(bo)金屬,當中必定含有少量其他(ta)(ta)鉑(bo)系元(yuan)素(su),這也包括銥(yi)。17世(shi)紀西班牙征服(fu)者在今天的(de)(de)哥倫比(bi)亞(ya)喬科省(sheng)發現了鉑(bo),并將其帶(dai)到(dao)歐洲。然而直到(dao)1748年,科學家才發現它并不是(shi)(shi)任何已知金屬的(de)(de)合金,而是(shi)(shi)一種全新的(de)(de)元(yuan)素(su)。
當(dang)時研究鉑的(de)化學家將它置于王(wang)水(鹽酸和硝酸的(de)混合物)當(dang)中(zhong),從而產生可(ke)溶鹽。制成的(de)溶液每次都留下少量深色的(de)不可(ke)溶殘留物。約瑟夫·普(pu)魯斯特曾以為(wei)這一(yi)殘留物是石墨(mo)。法國化學家維多·科萊-德科提爾(Victor Collet-Descotils)、福爾克(ke)(ke)拉伯爵安東萬·弗朗索(suo)瓦(Antoine Fran?ois, comte de Fourcroy)和路易·尼古拉·沃克(ke)(ke)朗(Louis Nicolas Vauquelin)在1803年也同樣觀察到(dao)了這一(yi)黑色殘留物,但因量太少而沒有進行進一(yi)步實驗(yan)。
1803年,英(ying)國化學家史密森·特(te)(te)南(nan)特(te)(te)分(fen)析(xi)了(le)殘留(liu)物(wu),并(bing)推斷其中必含新(xin)的(de)(de)金屬元(yuan)素(su)。沃克(ke)朗把(ba)該粉(fen)末(mo)來回在(zai)酸堿(jian)中浸洗,取得(de)了(le)一種(zhong)(zhong)揮發性氧化物(wu)。他認為(wei)這是新(xin)元(yuan)素(su)的(de)(de)氧化物(wu),并(bing)把(ba)新(xin)元(yuan)素(su)命(ming)名為(wei)“ptene”,源于希(xi)臘(la)文的(de)(de)“πτηνο?”(ptènos),即“有(you)翼的(de)(de)”。特(te)(te)南(nan)特(te)(te)則擁有(you)更大量(liang)的(de)(de)殘留(liu)物(wu),并(bing)在(zai)不(bu)久后辨(bian)認出兩(liang)種(zhong)(zhong)新(xin)元(yuan)素(su),也(ye)就是鋨和銥。在(zai)一連串用到氫(qing)氧化鈉(na)和氫(qing)氯酸的(de)(de)反應之后,他制(zhi)成了(le)一種(zhong)(zhong)深紅色晶體(很(hen)可能是Na2[IrCl6]·nH2O)。銥的(de)(de)許多鹽都有(you)鮮艷的(de)(de)顏色,所以特(te)(te)南(nan)特(te)(te)取希(xi)臘(la)神話中的(de)(de)彩虹女神伊(yi)里斯(si)(?ρι?,Iris)之名,把(ba)銥命(ming)名為(wei)“Iridium”。元(yuan)素(su)的(de)(de)發現被(bei)記錄在(zai)1804年6月(yue)21日致皇家學院的(de)(de)一封信中。
1813年,英國化(hua)學家約翰·喬(qiao)治·求爾(er)德(de)倫(John George Children)首次熔(rong)(rong)化(hua)銥金(jin)屬(shu)。1842年,羅伯(bo)特·海爾(er)(Robert Hare)首次取得高純度(du)銥金(jin)屬(shu)。他量得的(de)銥密度(du)為21.8 g/cm3,并(bing)發現這一金(jin)屬(shu)幾乎(hu)不可延展,且硬度(du)極(ji)高。1860年,亨利(li)·愛丁·圣克萊爾(er)·德(de)維爾(er)和朱爾(er)·亨利(li)·德(de)布雷(Jules Henri Debray)第(di)一次大量熔(rong)(rong)化(hua)銥。每公斤銥的(de)熔(rong)(rong)化(hua)過程需要超過300升(sheng)的(de)純O2和H2。
銥(yi)(yi)如此(ci)難(nan)熔化(hua)塑性,這(zhe)大大限制(zhi)了(le)它的(de)(de)實際應用(yong)(yong)。約(yue)翰·艾薩克·霍(huo)金(jin)斯(John Isaac Hawkins)在(zai)1834年發(fa)明了(le)裝(zhuang)有銥(yi)(yi)造筆尖(jian)的(de)(de)金(jin)質鋼(gang)筆。1880年,約(yue)翰·霍(huo)蘭(lan)德(John Holland)和威(wei)廉·洛弗蘭(lan)德·達德利(William Lofland Dudley)利用(yong)(yong)磷大大簡化(hua)了(le)銥(yi)(yi)的(de)(de)熔化(hua)過程,并在(zai)美國(guo)申請了(le)專利。英國(guo)莊信萬豐公(gong)司之后表示,他(ta)們早在(zai)1837年就開始使(shi)用(yong)(yong)類似的(de)(de)方(fang)法(fa)熔解銥(yi)(yi),而且已在(zai)多個世界博覽會展(zhan)出經熔融(rong)制(zhi)成的(de)(de)銥(yi)(yi)。奧(ao)托·佛斯納(na)(Otto Feussner)在(zai)1993年第一次在(zai)熱電偶中使(shi)用(yong)(yong)銥(yi)(yi)-釕合金(jin)材料(liao),使(shi)這(zhe)種新(xin)型器材能夠測量高達2000 °C的(de)(de)溫度(du)。
1957年,魯道夫·穆(mu)斯(si)(si)堡(bao)爾(er)在只(zhi)含Ir的(de)固體(ti)金(jin)屬(shu)樣本中,發(fa)現原(yuan)子(zi)能夠進行無(wu)反沖的(de)γ射線共振發(fa)射及(ji)吸(xi)收。他所進行的(de)實(shi)驗是(shi)20世紀標志性的(de)物理(li)實(shi)驗之(zhi)一(yi)。此現象稱為穆(mu)斯(si)(si)堡(bao)爾(er)效(xiao)應(其他呈現該效(xiao)應的(de)原(yuan)子(zi)核(he)也陸(lu)續被發(fa)現,如Fe),是(shi)穆(mu)斯(si)(si)堡(bao)爾(er)譜(pu)學的(de)中心原(yuan)理(li),在物理(li)學、化學、生物化學、冶金(jin)學和(he)礦物學中都(dou)有重要的(de)應用。論文發(fa)布的(de)僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)3年之(zhi)后,即1961年,穆(mu)斯(si)(si)堡(bao)爾(er)就因這一(yi)發(fa)現獲得了諾貝爾(er)物理(li)學獎,時年32歲。
銥屬于鉑(bo)系金(jin)屬,和鉑(bo)一(yi)(yi)樣(yang)呈(cheng)白色,另帶少(shao)許黃色。銥堅硬(ying)易(yi)碎,熔(rong)點也(ye)非常高,所(suo)以很難鑄造和塑性(xing)。制造工序因此一(yi)(yi)般使用(yong)粉(fen)末(mo)冶(ye)金(jin)。銥是(shi)唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)種在1600 °C以上的空(kong)氣中仍保(bao)持優良力學(xue)性(xing)質的金(jin)屬。其沸(fei)點極高,在所(suo)有(you)元素(su)中排第10位。銥在0.14 K以下(xia)會(hui)呈(cheng)現超導(dao)體性(xing)質。
銥的彈性模(mo)量在低(di)(di)于鋨(e),為所有金屬中第二高。其剪切模(mo)量很(hen)高,泊松比(bi)很(hen)低(di)(di),因此具有很(hen)高的剛度(du),使得銥的加(jia)工生(sheng)產(chan)過程非(fei)常困(kun)難。盡管生(sheng)產(chan)不易(yi),價格昂(ang)貴,但(dan)銥還是(shi)有多項應(ying)用,包括在極(ji)端條件下(xia)加(jia)強機械的強度(du)。
銥的(de)密(mi)度(du)在所有元素中排第二位,僅比鋨稍(shao)低。由于密(mi)度(du)值十分相(xiang)近,測量也(ye)并不容(rong)易,所以(yi)這(zhe)兩(liang)個(ge)元素到底哪(na)一(yi)個(ge)密(mi)度(du)更高曾(ceng)經并沒有定論(lun)。通過(guo)原(yuan)子量來計算密(mi)度(du)值,2013年的(de)結(jie)論(lun)是(shi):銥的(de)密(mi)度(du)是(shi)22.56g/cm3,鋨的(de)密(mi)度(du)是(shi)22.59g/cm3,兩(liang)者差值僅為0.027g/cm3。但鋨的(de)原(yuan)子量測量仍缺少大量實(shi)驗(yan)驗(yan)證,因(yin)此銥與(yu)鋨哪(na)個(ge)密(mi)度(du)更高至今還無(wu)法下結(jie)論(lun)。
銥(yi)是抗腐蝕(shi)性最強的(de)金屬之一:它能夠在高(gao)溫下抵御幾乎所有(you)酸、王水、熔(rong)(rong)融金屬,甚至是硅酸鹽(yan)。但(dan)是某些熔(rong)(rong)融鹽(yan),如氰(qing)化鈉和氰(qing)化鉀,以及氧(yang)氣和鹵(lu)素(su)單(dan)質(特別(bie)是氟氣)在高(gao)溫下還是可以侵蝕(shi)銥(yi)的(de)。
銥化(hua)(hua)合(he)(he)物的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)態介乎(hu)?3和+6,最常(chang)見的(de)(de)有+3和+4。高氧(yang)(yang)化(hua)(hua)態的(de)(de)化(hua)(hua)合(he)(he)物比較罕見,包括IrF6和兩種混合(he)(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物Sr2MgIrO6及Sr2CaIrO6。2009年,科學(xue)家利用(yong)基質隔離(li)方法(在6K的(de)(de)氬氣(qi)中)對過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)銥配合(he)(he)物進行紫(zi)外線照射,制成了四氧(yang)(yang)化(hua)(hua)銥(IrO4)。然而(er)這(zhe)一化(hua)(hua)合(he)(he)物預計在更高的(de)(de)溫度下無法穩定(ding)保持固(gu)體(ti)狀態。
各價態的離子(zi)及化(hua)合物舉例
-3 價 : [Ir(CO)3]3-
-1 價(jia) : [Ir(CO)3(PPh3)]-
0 價 : Ir4(CO)12
+1 價: Ir(CO)Cl(PPh3)2
+2 價(jia): IrCl2
+3 價:IrCl3
+4 價: IrO2
+5 價: Ir4F20
+6 價: IrF6
二(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(IrO2)為棕色(se)粉末,是(shi)銥(yi)(yi)(yi)唯一一種性質已經過充分(fen)研究(jiu)的氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)。三(san)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)銥(yi)(yi)(yi)是(shi)一種黑藍色(se)粉末,在硝酸中會(hui)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)IrO2。其(qi)他已知的化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)包括二(er)(er)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)、二(er)(er)硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)、三(san)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)銥(yi)(yi)(yi)和三(san)硒化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)銥(yi)(yi)(yi)等,另外也有研究(jiu)指出IrS3的存在。銥(yi)(yi)(yi)還可(ke)以形(xing)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態為+4和+5的銥(yi)(yi)(yi)酸,如(ru)K2IrO3和KIrO3。在高溫下使銥(yi)(yi)(yi)與(yu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉀或超氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鉀反應,就可(ke)取得(de)這些銥(yi)(yi)(yi)酸。
目前尚未發現(xian)化學式為IrxHy的氫銥(yi)二元化合物(wu)(wu),但有些已知配(pei)合物(wu)(wu)包含IrH4?和IrH3?離(li)子,其中(zhong)銥(yi)的氧化態分別為+1和+3。科學家認(ren)為,Mg6Ir2H11當中(zhong)同時存在(zai)IrH??以及(ji)含18個(ge)電子的IrH5?離(li)子。
銥(yi)(yi)(yi)(yi)并不形成一鹵(lu)化(hua)(hua)物和二(er)鹵(lu)化(hua)(hua)物,而是會(hui)與每一種(zhong)(zhong)鹵(lu)素形成對應(ying)(ying)的三鹵(lu)化(hua)(hua)物IrX3。氧(yang)化(hua)(hua)態為+4或(huo)以(yi)上的鹵(lu)化(hua)(hua)物只有四(si)氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)、五氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)和六氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)。六氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(IrF6)是一種(zhong)(zhong)反應(ying)(ying)性(xing)(xing)很高的揮發性(xing)(xing)黃色固體,其分子結構呈八(ba)面(mian)體形。它(ta)在水中(zhong)會(hui)分解(jie),而且銥(yi)(yi)(yi)(yi)黑(即金屬銥(yi)(yi)(yi)(yi)粉末)可將(jiang)其還原成晶體狀(zhuang)的四(si)氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(IrF4)。五氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)的特性(xing)(xing)相似,但它(ta)其實(shi)是一種(zhong)(zhong)四(si)聚體Ir4F20,由四(si)個(ge)角對角連接的八(ba)面(mian)體所形成。
工業上最重要(yao)(yao)的(de)銥(yi)(yi)(yi)化(hua)(hua)合物是六氯(lv)銥(yi)(yi)(yi)酸(suan)(H2IrCl6)及其(qi)銨(an)鹽(yan)。銥(yi)(yi)(yi)的(de)純化(hua)(hua)過程、大多數(shu)銥(yi)(yi)(yi)化(hua)(hua)合物的(de)生產初始步(bu)驟以(yi)及陽極涂(tu)層的(de)制備過程都(dou)要(yao)(yao)用(yong)到這(zhe)些化(hua)(hua)合物。IrCl2?離子呈棕黑色,能夠輕(qing)易(yi)還原成(cheng)淺(qian)色的(de)IrCl3?,且該(gai)反應可以(yi)逆轉。三(san)氯(lv)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(IrCl3)常被用(yong)作其(qi)他Ir(III)化(hua)(hua)合物的(de)制備原料。氯(lv)和銥(yi)(yi)(yi)粉末(mo)在650°C經氧化(hua)(hua)反應會形(xing)成(cheng)無(wu)水三(san)氯(lv)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi),而Ir2O3溶于氫(qing)氯(lv)酸(suan)中(zhong)則可制成(cheng)水合三(san)氯(lv)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)。另一(yi)種類似的(de)制備原料是六氯(lv)銥(yi)(yi)(yi)酸(suan)銨(an)((NH4)3IrCl6)。三(san)價銥(yi)(yi)(yi)配(pei)合物具抗磁性,分子結(jie)構(gou)一(yi)般為八面體型。
銥的(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)含(han)有(you)(you)(you)銥﹣碳鍵(jian)(jian),其中(zhong)銥的(de)氧化(hua)(hua)態(tai)通常較低。比如,十(shi)二(er)羰基(ji)四(si)銥(Ir4(CO)12)是(shi)(shi)最常見兼最穩(wen)定的(de)金屬羰基(ji)配合(he)物(wu)(wu),當中(zhong)的(de)銥就處于0氧化(hua)(hua)態(tai)。十(shi)二(er)羰基(ji)四(si)銥中(zhong)的(de)每一個銥原子都與另外三(san)個鍵(jian)(jian)合(he),形(xing)成(cheng)四(si)面體原子簇。一些重(zhong)要的(de)Ir(I)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)都是(shi)(shi)以發現者命名(ming)的(de)。這(zhe)包(bao)括沃什卡配合(he)物(wu)(wu)(IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),它會(hui)與O2氧分子鍵(jian)(jian)合(he),這(zhe)種特(te)性十(shi)分特(te)殊。克(ke)拉布特(te)利催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(Crabtree's catalyst)是(shi)(shi)一種用于氫(qing)化(hua)(hua)反應(ying)的(de)均相催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。這(zhe)些化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)都屬于平面正方形(xing)d配合(he)物(wu)(wu),共有(you)(you)(you)16個價電子,因此反應(ying)性很高。
銥(yi)有(you)兩種自然穩(wen)定同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su):191Ir和(he)193Ir,豐度(du)分別為37.3%和(he)62.7%。已人工(gong)合成的(de)放(fang)射(she)(she)性同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)共有(you)34種,質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數(shu)從164至199不等。192Ir夾在(zai)兩個穩(wen)定同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)之間,也是(shi)最(zui)穩(wen)定的(de)放(fang)射(she)(she)性同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su),半衰期為73.827天(tian)。這一同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)在(zai)近距離治療和(he)工(gong)業射(she)(she)線照相(xiang)技術中具有(you)用途,特別是(shi)在(zai)天(tian)然氣(qi)工(gong)業中用于無損檢測鋼鐵的(de)焊接處。銥(yi)-192曾(ceng)造成多宗(zong)輻射(she)(she)意外。另(ling)外有(you)三個同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)的(de)半衰期在(zai)一天(tian)以上:188Ir、189Ir和(he)190Ir。質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數(shu)低于191的(de)同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)會(hui)同(tong)時進(jin)(jin)行(xing)(xing)β衰變(bian)(bian)、α衰變(bian)(bian)以及(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)發射(she)(she),但有(you)兩者除外:189Ir進(jin)(jin)行(xing)(xing)電子(zi)捕(bu)(bu)獲(huo),而190Ir進(jin)(jin)行(xing)(xing)正電子(zi)發射(she)(she)。質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)數(shu)高于191的(de)同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)則進(jin)(jin)行(xing)(xing)β衰變(bian)(bian),其(qi)中192Ir會(hui)少量(liang)進(jin)(jin)行(xing)(xing)電子(zi)捕(bu)(bu)獲(huo)。所有(you)銥(yi)同(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)都是(shi)在(zai)1934至2001年間發現(xian)的(de),其(qi)中最(zui)新發現(xian)的(de)是(shi)171Ir。
銥共有32種已知同(tong)(tong)核異(yi)(yi)構體(ti),質量數介乎164到197。最穩(wen)定的(de)同(tong)(tong)核異(yi)(yi)構體(ti)是(shi)(shi)192m2Ir,它(ta)會(hui)經同(tong)(tong)核異(yi)(yi)能躍遷,半衰(shuai)期為241年(nian),因此比所有處于基態的(de)放(fang)射性同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)都(dou)要穩(wen)定。最不穩(wen)定的(de)異(yi)(yi)構體(ti)是(shi)(shi)190m3Ir,其半衰(shuai)期只有2微(wei)秒。191Ir是(shi)(shi)所有元素(su)(su)中首(shou)個被證實呈現穆斯堡爾效(xiao)應(ying)的(de)同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)。該同(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)應(ying)用(yong)在(zai)穆斯堡爾光(guang)譜(pu)分析中,在(zai)物(wu)理學、化(hua)學、生(sheng)物(wu)化(hua)學、冶金學和礦物(wu)學等領域都(dou)有用(yong)到。
銥屬鉑系(xi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)。鉑系(xi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)幾乎完(wan)全成(cheng)(cheng)(cheng)單質狀態存在,高度分(fen)散在各種礦石(shi)中,例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系(xi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)幾乎無(wu)例外地共同存在,形成(cheng)(cheng)(cheng)天然合金(jin)。在含(han)鉑系(xi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)礦石(shi)中,通(tong)常以鉑為主(zhu)要成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen),而其余鉑系(xi)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)則因含(han)量較小,必須經(jing)過化學分(fen)析才(cai)能被發(fa)現。由于鋨、銥、鈀、銠和釕都(dou)與鉑共同組成(cheng)(cheng)(cheng)礦石(shi),因此它們都(dou)是從鉑礦提(ti)取鉑后的殘渣中發(fa)現的。
鉑(bo)系元素化學性質穩定。它(ta)們(men)(men)中(zhong)(zhong)除鉑(bo)和鈀(ba)外,不(bu)(bu)(bu)但(dan)不(bu)(bu)(bu)溶(rong)(rong)(rong)于(yu)(yu)普(pu)通的(de)(de)酸,而且不(bu)(bu)(bu)溶(rong)(rong)(rong)于(yu)(yu)王水(shui)。鉑(bo)很易溶(rong)(rong)(rong)于(yu)(yu)王水(shui),鈀(ba)還溶(rong)(rong)(rong)于(yu)(yu)熱硝酸中(zhong)(zhong)。所有鉑(bo)系元素都有強烈形成配位(wei)化合(he)物的(de)(de)傾(qing)向。1803年,法國(guo)化學家(jia)科勒德士戈(ge)蒂等人研究了鉑(bo)系礦(kuang)石溶(rong)(rong)(rong)于(yu)(yu)王水(shui)后的(de)(de)渣(zha)子。他們(men)(men)宣布殘渣(zha)中(zhong)(zhong)有兩(liang)種不(bu)(bu)(bu)同于(yu)(yu)鉑(bo)的(de)(de)新金(jin)屬存在,它(ta)們(men)(men)不(bu)(bu)(bu)溶(rong)(rong)(rong)于(yu)(yu)王水(shui)。1804年,泰納爾發(fa)現并命(ming)名了它(ta)們(men)(men)。其中(zhong)(zhong)一(yi)個命(ming)名為irdium(銥(yi)),元素符號定為Ir。這一(yi)詞GD來自(zi)希臘(la)文iris,原意是“虹(hong)”。這可能是由于(yu)(yu)二氧(yang)化銥(yi)的(de)(de)水(shui)合(he)物IrO2·2H2O傳或(huo)Ir(OH)4,從溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)析出沉淀時,顏色或(huo)青、或(huo)紫、或(huo)深藍、或(huo)黑,GA隨(sui)著(zhu)沉淀的(de)(de)情況而改(gai)變。
銥(yi)金(jin):是(shi)稀有貴重金(jin)屬,是(shi)鉑(bo)和(he)銥(yi)的(de)合金(jin),稀有程度(du)在(zai)鉑(bo)金(jin)之上。其(qi)熔(rong)點、強度(du)和(he)硬度(du)都很高(gao)。顏色為銀白色,具強金(jin)屬光澤,硬度(du)7。相對(dui)密度(du)22.40,性(xing)脆但在(zai)高(gao)溫下(xia)可壓成(cheng)(cheng)箔片或拉成(cheng)(cheng)細絲(si),熔(rong)點高(gao),達(da)2454℃。化學性(xing)質非常穩定(ding),不溶于王水。主要用于制(zhi)造(zao)科學儀器、熱電(dian)偶(ou)、電(dian)阻綾(ling)等。高(gao)硬度(du)的(de)鐵銥(yi)和(he)銥(yi)鉑(bo)合金(jin),常用來(lai)制(zhi)造(zao)筆尖和(he)鉑(bo)金(jin)首飾。由于其(qi)極(ji)高(gao)的(de)熔(rong)點和(he)超強的(de)抗腐蝕性(xing),銥(yi)在(zai)高(gao)水平技術領域中(zhong)得到廣(guang)泛的(de)使用,如航天技術,制(zhi)藥和(he)汽車行業。
銥(yi)(yi)絲(si)(si):呈細(xi)絲(si)(si)狀金屬銥(yi)(yi)加工材料。銥(yi)(yi)絲(si)(si)的(de)電(dian)阻系(xi)數為6.03×10-2Ωmm2/m,抗拉強度1493MPa,伸長(chang)率10%~20%。用粉末(mo)冶(ye)金法(fa)和熔(rong)鑄-壓力加工法(fa)均可生產出Ф0.15mm細(xi)絲(si)(si)。銥(yi)(yi)絲(si)(si)用作高溫抗氧化熱(re)(re)電(dian)偶(ou)材料和燈絲(si)(si)材料。Ir-W熱(re)(re)電(dian)偶(ou)E(2200℃)=44.19mV,在1000~2000℃范圍內,熱(re)(re)電(dian)勢與溫度的(de)關(guan)系(xi)幾乎成直線,但只能在中(zhong)性氣氛(fen)或真(zhen)空中(zhong)使用。
銥合(he)(he)金(jin)(jin)(jin):以(yi)銥為(wei)基(ji)加入其(qi)他元素(su)組成的合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。常(chang)用(yong)的銥合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)有Ir-40Rh、Ir-70Rh、Ir-20Ru、Ir-10Ru等合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。其(qi)主(zhu)要特點是熱電性(xing)能良好、高溫抗(kang)氧化、耐腐(fu)蝕。Ir-Ru系合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)硬而(er)脆難于(yu)加工。銥合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)主(zhu)要用(yong)作高溫抗(kang)氧化熱電偶(ou)(ou)及電接(jie)觸材(cai)料,用(yong)Ir-Rh做熱電偶(ou)(ou)使用(yong)溫度可高達2000℃以(yi)上。
銥(yi)銠合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin):是(shi)銥(yi)和銠的(de)二元合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin),在(zai)高溫下為連續固溶(rong)體,有(you)IrRh10、IrRh40、IrRh50和IrRh-70等合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。Ir-Rh40合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)鑄態維氏硬(ying)度1736MPa,IrPh70的(de)為1422MPa。合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)高溫抗氧(yang)化(hua)能(neng)力(li)比純(chun)銥(yi)強,在(zai)2000℃時(shi)IrRh60氧(yang)化(hua)失重(zhong)約(yue)5%。而純(chun)銥(yi)失重(zhong)高達27%。用(yong)(yong)高頻爐(lu)氬(ya)氣保護熔煉,鑄錠經熱軋(ya)和適量(liang)的(de)冷加工成材。主要(yao)用(yong)(yong)作(zuo)高溫抗氧(yang)化(hua)熱電偶,使用(yong)(yong)溫度可(ke)達2000℃以上,有(you)IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以及IrRh50-IrRu10等,后者熱電勢最高,在(zai)2000℃時(shi)可(ke)達17.18mV。
發(fa)現的(de)鉑(bo)族(zu)礦(kuang)物(wu)和(he)含鉑(bo)族(zu)元素的(de)礦(kuang)物(wu)已超過(guo)80種(zhong),加上變種(zhong)和(he)未定名(ming)礦(kuang)物(wu)已達200個。在(zai)自(zi)然界(jie)中(zhong),鉑(bo)族(zu)金屬(shu)主國呈(cheng)自(zi)然元素、自(zi)然合金、銻(ti)化(hua)物(wu)、硫(liu)化(hua)物(wu)、硫(liu)砷化(hua)物(wu)和(he)鉍碲化(hua)物(wu)的(de)單獨礦(kuang)物(wu)存(cun)在(zai),部分呈(cheng)類質同像存(cun)在(zai)于硫(liu)化(hua)物(wu),如(ru)黃銅礦(kuang)、鎳黃鐵礦(kuang)、紫硫(liu)鎳(鐵)礦(kuang)等中(zhong)。
銥(yi)是(shi)地(di)球地(di)殼中最稀有(you)的(de)元素之(zhi)一,平均質量(liang)(liang)比例只有(you)百(bai)(bai)萬(wan)(wan)分之(zhi)0.001。金的(de)豐度是(shi)它(ta)(ta)的(de)40倍(bei),鉑是(shi)它(ta)(ta)的(de)10倍(bei),而銀(yin)和汞都是(shi)它(ta)(ta)的(de)80倍(bei)。相(xiang)比之(zhi)下,銥(yi)在(zai)隕石(shi)里的(de)含(han)量(liang)(liang)則高很(hen)多,一般在(zai)百(bai)(bai)萬(wan)(wan)分之(zhi)0.5以上。科學家相(xiang)信,銥(yi)在(zai)整個地(di)球的(de)含(han)量(liang)(liang)比在(zai)地(di)殼中的(de)含(han)量(liang)(liang)高很(hen)多,但由于它(ta)(ta)密度高,而且(qie)具親(qin)鐵性,所以在(zai)地(di)球仍處于熔融狀態時(shi),就已(yi)沉到地(di)球的(de)內核了。
銥(yi)在自然中(zhong)以(yi)純金屬(shu)(shu)或合金的(de)(de)(de)形態出現,尤其是各種(zhong)比(bi)例的(de)(de)(de)銥(yi)﹣鋨(e)合金。鎳和銅礦(kuang)藏中(zhong)含有鉑系金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)硫化物(如(ru)(Pt,Pd)S)、碲化物(如(ru)PtBiTe)、銻化物(PdSb)和砷(shen)化物(如(ru)PtAs2)。這些化合物中(zhong)的(de)(de)(de)鉑會被少量的(de)(de)(de)銥(yi)和鋨(e)元素(su)取代。與其他鉑系元素(su)一(yi)樣,銥(yi)可(ke)以(yi)形成自然鎳合金及銅合金。
地殼中有三種地質(zhi)結構的(de)(de)銥含(han)量(liang)最高(gao):火(huo)成巖、撞擊(ji)坑以及前二者演化而成的(de)(de)地質(zhi)結構。最大的(de)(de)已知礦(kuang)藏(zang)(zang)有南非的(de)(de)布(bu)什(shen)維爾德火(huo)成雜巖體、俄羅斯的(de)(de)諾里爾斯克及加拿大的(de)(de)索德柏立盆地等。美(mei)國有較(jiao)小的(de)(de)鋨礦(kuang)藏(zang)(zang)。銥也(ye)出現在次(ci)生礦(kuang)藏(zang)(zang)中,與沖積(ji)層礦(kuang)藏(zang)(zang)中的(de)(de)鉑(bo)以及其他鉑(bo)系元素結合(he)。前哥(ge)倫布(bu)時(shi)期哥(ge)倫比亞(ya)喬科省居民所用的(de)(de)沖積(ji)層礦(kuang)藏(zang)(zang)至(zhi)今仍是(shi)鉑(bo)系元素的(de)(de)一(yi)大來源。截至(zhi)2003年,并沒有數(shu)據記(ji)錄全(quan)球銥儲藏(zang)(zang)量(liang)。
白(bai)堊紀(ji)﹣第三紀(ji)界線
6600萬年前(qian)形成(cheng)的(de)(de)K-E界線記錄了從白堊紀到(dao)古(gu)近紀的(de)(de)轉折點(dian),此地(di)(di)層的(de)(de)黏土的(de)(de)銥含(han)量異常(chang)高。路易斯(si)·阿(a)爾瓦(wa)雷茨(ci)為首的(de)(de)研究團(tuan)隊(dui)在(zai)1980年提出(chu)假說(shuo),指這一地(di)(di)層中(zhong)的(de)(de)銥是小行星或彗星撞擊(ji)(ji)地(di)(di)球時帶來(lai)(lai)的(de)(de)。這一理論(lun)稱為阿(a)爾瓦(wa)雷茨(ci)假說(shuo),目前(qian)被公認為恐(kong)龍(long)滅絕的(de)(de)最佳解釋。后來(lai)(lai)人(ren)們在(zai)中(zhong)美洲尤卡坦半島地(di)(di)底(di)發現了約6600萬年前(qian)形成(cheng)的(de)(de)大型撞擊(ji)(ji)坑,即希(xi)克蘇魯伯(bo)隕石坑,這很可能就是阿(a)爾瓦(wa)雷茨(ci)假說(shuo)中(zhong)那顆隕石的(de)(de)撞擊(ji)(ji)地(di)(di)點(dian)。杜威(wei)·麥克林(Dewey M. McLean)等人(ren)則(ze)認為是火(huo)山活動把(ba)銥帶到(dao)地(di)(di)球表面(mian)的(de)(de),因為地(di)(di)球深處(chu)存(cun)在(zai)更多(duo)的(de)(de)銥元素,而且(qie)許多(duo)火(huo)山至今仍在(zai)放(fang)出(chu)銥,如(ru)留(liu)尼汪島上(shang)的(de)(de)富爾奈斯(si)火(huo)山。
金(jin)屬(shu)的提(ti)取(qu):砂鉑(bo)(bo)(bo)礦或(huo)(huo)(huo)含鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)的砂金(jin)礦用重選法富集可得精礦,鉑(bo)(bo)(bo)或(huo)(huo)(huo)鋨(e)、銥的含量能達70-90%,可直接精煉。50年(nian)代以(yi)來(lai)鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)主要從(cong)銅鎳硫化(hua)物(wu)共(gong)生礦中提(ti)取(qu),小部分(fen)從(cong)煉銅副產品中提(ti)取(qu)。鉑(bo)(bo)(bo)族含量高的冰(bing)鎳,在(zai)氧壓下(xia)硫酸浸出(chu),或(huo)(huo)(huo)氯(lv)化(hua)冶金(jin)分(fen)離(li)(li)其他(ta)金(jin)屬(shu)后獲得鉑(bo)(bo)(bo)族精礦。鉑(bo)(bo)(bo)族精礦經過直接溶(rong)解(jie)、分(fen)離(li)(li)、提(ti)純(chun),或(huo)(huo)(huo)先將鋨(e)、釕氧化(hua)揮發他(ta)離(li)(li)后,再分(fen)離(li)(li)、提(ti)純(chun)其他(ta)鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬(shu)。
鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)再(zai)生:鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)稀有而貴(gui)重(zhong),歷來重(zhong)視(shi)回(hui)收(shou)。廢(fei)(fei)催化(hua)(hua)劑、廢(fei)(fei)電器元件、含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)殘(can)破器皿、廢(fei)(fei)電鍍(du)液、珠寶裝飾(shi)品廠的(de)(de)(de)廢(fei)(fei)料等都可(ke)從(cong)中(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)收(shou)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)。鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)分離和提純(chun):鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)提取和精制流(liu)程因(yin)原料成(cheng)分、含(han)量(liang)的(de)(de)(de)不(bu)同而異。將(jiang)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)精礦(kuang)或含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)陽極泥(ni)用(yong)(yong)(yong)(yong)王(wang)水(shui)溶(rong)解,鈀(ba)、鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)、金(jin)均進入(ru)溶(rong)液。用(yong)(yong)(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)處理以破壞亞硝酰化(hua)(hua)合(he)物,然后(hou)加(jia)(jia)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)亞鐵沉(chen)淀(dian)出金(jin)。加(jia)(jia)氯(lv)化(hua)(hua)銨(an)(an),鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)呈氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)沉(chen)淀(dian)出,煅(duan)燒(shao)(shao)氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)可(ke)得(de)含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)99.5%以上的(de)(de)(de)海綿(mian)(mian)(mian)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。分離鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)后(hou)的(de)(de)(de)濾液,加(jia)(jia)入(ru)過量(liang)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)銨(an)(an),再(zai)用(yong)(yong)(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)化(hua)(hua),沉(chen)淀(dian)出二氯(lv)二氨配(pei)亞鈀(ba)形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)鈀(ba),再(zai)在(zai)氫(qing)(qing)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)(jia)熱煅(duan)燒(shao)(shao)可(ke)得(de)純(chun)度(du)達(da)99.7%以上的(de)(de)(de)海綿(mian)(mian)(mian)鈀(ba)。經王(wang)水(shui)處理后(hou)的(de)(de)(de)不(bu)溶(rong)物與碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)、硼砂(sha)、密(mi)陀僧和焦炭共熔(rong)(rong),得(de)貴(gui)鉛。用(yong)(yong)(yong)(yong)灰吹法除去(qu)大部分鉛,再(zai)用(yong)(yong)(yong)(yong)硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)解銀(yin),殘(can)留的(de)(de)(de)鉛、銠(lao)(lao)、銥、鋨、釕(liao)富集(ji)于殘(can)渣(zha)(zha)中(zhong)(zhong)(zhong)。將(jiang)此殘(can)渣(zha)(zha)與硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)氫(qing)(qing)鈉(na)(na)熔(rong)(rong)融,銠(lao)(lao)轉化(hua)(hua)為可(ke)溶(rong)性的(de)(de)(de)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鹽(yan),用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)浸(jin)出,加(jia)(jia)氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)沉(chen)出氫(qing)(qing)氧化(hua)(hua)銠(lao)(lao),再(zai)用(yong)(yong)(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)溶(rong)解,得(de)氯(lv)銠(lao)(lao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)。溶(rong)液提純(chun)后(hou),加(jia)(jia)入(ru)氯(lv)化(hua)(hua)銨(an)(an),濃縮、結晶出氯(lv)銠(lao)(lao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)。在(zai)氫(qing)(qing)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)煅(duan)燒(shao)(shao),可(ke)得(de)海綿(mian)(mian)(mian)銠(lao)(lao)。在(zai)硫酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)氫(qing)(qing)鈉(na)(na)熔(rong)(rong)融時,銥、鋨、釕(liao)不(bu)反(fan)應,仍(reng)留于水(shui)浸(jin)殘(can)渣(zha)(zha)中(zhong)(zhong)(zhong)。將(jiang)殘(can)渣(zha)(zha)與過氧化(hua)(hua)鈉(na)(na)和苛性鈉(na)(na)一起熔(rong)(rong)融,用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)浸(jin)出;向浸(jin)出液中(zhong)(zhong)(zhong)通入(ru)氯(lv)氣(qi)并蒸(zheng)餾(liu),釕(liao)和鋨以氧化(hua)(hua)物形(xing)式(shi)蒸(zheng)出。
用(yong)(yong)乙醇-鹽酸(suan)溶(rong)(rong)液吸收,將吸收液再加熱蒸餾(liu),并(bing)用(yong)(yong)堿液吸收得(de)鋨(e)(e)酸(suan)鈉。在(zai)吸收液中(zhong)加氯化(hua)銨(an),則鋨(e)(e)以(yi)銨(an)鹽形式沉淀(dian),在(zai)氫氣(qi)(qi)中(zhong)煅(duan)燒(shao),可得(de)鋨(e)(e)粉。在(zai)蒸出(chu)鋨(e)(e)的(de)殘液中(zhong)加氯化(hua)銨(an),可得(de)釕(liao)的(de)銨(an)鹽,再在(zai)氫氣(qi)(qi)中(zhong)煅(duan)燒(shao),可得(de)釕(liao)粉。浸(jin)出(chu)釕(liao)和(he)鋨(e)(e)后的(de)殘渣主要為(wei)氧化(hua)銥(yi),用(yong)(yong)王水(shui)溶(rong)(rong)解(jie),加氯化(hua)銨(an)沉出(chu)粗氯銥(yi)酸(suan)銨(an),經精制,在(zai)氫氣(qi)(qi)中(zhong)煅(duan)燒(shao),可得(de)銥(yi)粉。將鉑族金(jin)屬粉末(mo)用(yong)(yong)粉末(mo)冶(ye)金(jin)法或(huo)通過高頻感應電爐熔化(hua)可制得(de)金(jin)屬錠(ding)。4.制取(qu)高純(chun)鉑族金(jin)屬:一般將金(jin)屬溶(rong)(rong)解(jie)后,經反復提(ti)純(chun),精制方法有載體氧化(hua)水(shui)解(jie)、離子交(jiao)換、溶(rong)(rong)劑萃(cui)取(qu)和(he)重復沉淀(dian)等,然(ran)后再以(yi)銨(an)鹽沉出(chu),經煅(duan)燒(shao)可得(de)相應的(de)高純(chun)金(jin)屬。
銥(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)需求(qiu)量(liang)(liang)從(cong)2009年(nian)的(de)(de)(de)(de)2.5噸(dun)升(sheng)至(zhi)2010年(nian)的(de)(de)(de)(de)10.4噸(dun)。這主要(yao)(yao)是因(yin)為電子(zi)相關(guan)應用的(de)(de)(de)(de)需求(qiu)量(liang)(liang)從(cong)0.2噸(dun)升(sheng)至(zhi)6噸(dun):銥(yi)(yi)制坩(gan)堝被廣泛用于大(da)型高質量(liang)(liang)單個晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)生產(chan),而(er)這些晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)需求(qiu)在這段時間大(da)大(da)提(ti)高。銥(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)量(liang)(liang)預(yu)期將(jiang)因(yin)為積累的(de)(de)(de)(de)坩(gan)堝庫存而(er)飽和,這在2000年(nian)代也(ye)曾經發(fa)生過(guo)。其他重要(yao)(yao)應用還包括(kuo)火花塞(2007年(nian)消(xiao)耗(hao)0.78噸(dun))、氯堿(jian)法所(suo)用的(de)(de)(de)(de)電極(ji)(同(tong)年(nian)消(xiao)耗(hao)1.1噸(dun))以及化學(xue)催化劑(ji)(同(tong)年(nian)消(xiao)耗(hao)0.75噸(dun))。
銥(yi)(yi)的(de)應用(yong)大(da)部份運用(yong)其(qi)高熔點、高硬度(du)和(he)(he)抗(kang)腐蝕(shi)性質(zhi)。銥(yi)(yi)金(jin)屬以及銥(yi)(yi)﹣鉑合(he)金(jin)和(he)(he)鋨﹣銥(yi)(yi)合(he)金(jin)的(de)耗損很低,可(ke)用(yong)來制造多孔(kong)噴(pen)絲(si)板。噴(pen)絲(si)板用(yong)于把塑料聚合(he)物擠壓成(cheng)纖維,例如人造絲(si)。鋨﹣銥(yi)(yi)合(he)金(jin)也可(ke)以用(yong)于指南針軸承和(he)(he)計重(zhong)秤。
銥的(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)、耐(nai)高溫性質很強,所以非常適合(he)(he)作(zuo)為合(he)(he)金(jin)添加物(wu)。飛機引擎中的(de)(de)一些長期使用(yong)部件是(shi)由(you)銥合(he)(he)金(jin)組(zu)成的(de)(de),銥-鈦合(he)(he)金(jin)也被用(yong)作(zuo)水(shui)底管道(dao)材料。加入銥可(ke)提升鉑(bo)(bo)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)硬(ying)度。純(chun)鉑(bo)(bo)的(de)(de)維氏硬(ying)度為56HV,而含50%銥的(de)(de)鉑(bo)(bo)合(he)(he)金(jin)硬(ying)度可(ke)超過500 HV。
銥(yi)也常被用(yong)于須承受高溫的(de)儀器(qi)當中。比如,柴可拉斯基法使用(yong)銥(yi)制高溫坩堝,產生單個氧(yang)化物晶體,如藍寶(bao)石、釓鎵石榴石和釔鋁石榴石等。這些(xie)晶體被用(yong)于電(dian)腦內(nei)存和固態激(ji)光器(qi)零件當中。銥(yi)合(he)金能夠抵御電(dian)弧侵蝕,所以(yi)是火花塞電(dian)觸頭(tou)的(de)理想材(cai)料(liao)。
Cativa催化(hua)法是把甲(jia)醇轉變為乙酸的過(guo)程,可使用(yong)銥化(hua)合(he)物作(zuo)為催化(hua)劑。
放射(she)性(xing)同位素銥-192在γ射(she)線照相中是一種重要的能源,有助對金屬進行無損檢測(ce)。另外,近距(ju)離治療(liao)利用(yong)192Ir所釋放的γ射(she)線來治療(liao)癌(ai)(ai)癥。這(zhe)種治療(liao)方法把輻射(she)源置于癌(ai)(ai)組織附近或里面,可用(yong)于治療(liao)前(qian)列腺癌(ai)(ai)、膽(dan)管癌(ai)(ai)及子宮(gong)頸癌(ai)(ai)等。
1889年(nian)制成的國際米(mi)原器(qi)和國際公斤原器(qi)是由(you)含90%鉑和10%銥的合金組成的,原器(qi)由(you)位于巴(ba)黎附近的國際度量(liang)衡局保存(cun)。
航海家號(hao)(hao)、維(wei)京號(hao)(hao)、先鋒號(hao)(hao)和卡(ka)西尼-惠(hui)更(geng)斯號(hao)(hao)、伽利(li)略號(hao)(hao)和新視野號(hao)(hao)等無人宇宙飛船都有(you)使(shi)用(yong)含有(you)銥的放射性同(tong)位(wei)素熱(re)電(dian)機(ji)。由(you)于(yu)熱(re)電(dian)機(ji)要承受高達(da)2000°C的高溫,所以包裹(guo)著(zhu)钚-238同(tong)位(wei)素的容(rong)器是以既堅硬又(you)耐高溫的銥所制。
銥還被用于X射線望(wang)遠鏡(jing)中(zhong)。錢德拉X射線天文(wen)臺的(de)反射鏡(jing)上有(you)一層(ceng)60納(na)米(mi)厚的(de)銥涂層(ceng)。在測試過多(duo)種金屬之后,銥的(de)X射線反射能力證(zheng)明(ming)比鎳、金和鉑都要優(you)勝。這層(ceng)銥的(de)平滑程(cheng)度要有(you)幾(ji)個原子以內的(de)準確度,須在氣態下在高真空環(huan)境中(zhong)涂在鉻(ge)底層(ceng)上。
粒(li)子物理學在反(fan)質子的(de)(de)產生過(guo)程中也用到銥(yi)。過(guo)程中,高(gao)強度(du)(du)質子束射向密度(du)(du)必(bi)須很高(gao)的(de)(de)“轉換目標體”。雖然可以(yi)使(shi)用鎢,但銥(yi)的(de)(de)優勝之處在于,它可以(yi)更穩定地承受入射粒(li)子束使(shi)溫度(du)(du)升高(gao)時(shi)所造成的(de)(de)沖(chong)擊(ji)波(bo)。
碳(tan)-氫鍵活化(hua)反應(ying)(C–H活化(hua))是斷開(kai)碳(tan)-氫鍵的反應(ying)。這(zhe)種鍵在(zai)以前曾被認為具有(you)(you)低(di)反應(ying)性。科學家在(zai)1982年宣布首次成功活化(hua)飽和烴(jing)(jing)中的C–H鍵,反應(ying)使(shi)用(yong)銥的有(you)(you)機配合(he)物(wu),使(shi)烴(jing)(jing)進行氧化(hua)加成。
銥配合物可(ke)以用來(lai)催化不對稱氫化反應。這類催化劑已被(bei)用于合成天然(ran)產物,并能夠把(ba)本(ben)來(lai)難以氫化的基底(例如非官(guan)能團化烯烴等(deng))氫化成其中一(yi)種對映(ying)異構體。
銥(yi)可以形成多種(zhong)配合物,在有機(ji)發光二(er)極管(OLED)當(dang)中起(qi)到作(zuo)用。
銥(yi)-鋨合(he)金(jin)曾被加入到鋼(gang)(gang)(gang)筆筆頭中(zhong)。1834年(nian)開始,一些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)筆生產商(shang)開始把銥(yi)安(an)裝(zhuang)在金(jin)筆頭上,這是銥(yi)的(de)首個主要應用(yong)。自1944年(nian)起(qi),著(zhu)名(ming)的(de)派克51鋼(gang)(gang)(gang)筆就有含釕(liao)-銥(yi)合(he)金(jin)的(de)筆尖,合(he)金(jin)中(zhong)的(de)銥(yi)含量為3.8%。今天的(de)鋼(gang)(gang)(gang)筆筆頭幾乎不再含有銥(yi),而是含其他的(de)金(jin)屬,例如鎢。
銥-鉑合金曾(ceng)經用于加農炮的點火(huo)孔(kong)和排(pai)氣孔(kong)。根據1867年巴黎世界博覽會的一(yi)份報告,莊信萬豐(feng)所展出的一(yi)份展品“曾(ceng)在一(yi)把(ba)魏渥斯步槍中經歷超過(guo)3000發,仍無損無耗(hao)。所有知道火(huo)炮排(pai)氣孔(kong)損耗(hao)所導致的麻煩和花費的人(ren),都會非常欣賞這一(yi)重要的應用”。
“銥黑”是一種染(ran)(ran)料,它含有非常(chang)細致(zhi)的(de)銥粉末。銥黑可以把瓷器(qi)染(ran)(ran)成(cheng)很(hen)深的(de)黑色。有19世紀的(de)文獻稱“所有其他的(de)黑色瓷器(qi)染(ran)(ran)料與它一比(bi)較,都(dou)變成(cheng)了灰(hui)色”。
成塊(kuai)的銥金屬(shu)沒(mei)有(you)生物(wu)用途亦(yi)無害,因為它不(bu)與生物(wu)組織(zhi)反(fan)應。和大部份(fen)金屬(shu)一樣,銥的金屬(shu)細(xi)粉(fen)具有(you)危險性(xing)。這(zhe)樣的粉(fen)末會(hui)刺激組織(zhi),且容易在空氣中燃(ran)燒。由(you)于(yu)銥化(hua)合物(wu)的處理量一般(ban)都(dou)很(hen)低(di),所(suo)以人們對(dui)其毒(du)性(xing)所(suo)知甚少。不(bu)過銥的可溶鹽(yan),如各種(zhong)鹵化(hua)銥,則含有(you)毒(du)性(xing)。大部份(fen)銥化(hua)合物(wu)都(dou)不(bu)可溶,所(suo)以很(hen)難被人體(ti)吸收(shou)。
192Ir同位素和其他放射(she)性(xing)同位素一樣(yang)是危險的(de)。192Ir所放出的(de)高(gao)能伽(jia)馬(ma)射(she)線(xian)(xian)會(hui)提高(gao)患癌癥(zheng)的(de)可(ke)能性(xing)。外照射(she)可(ke)導(dao)致燒傷、輻射(she)中毒甚至死亡(wang)。攝入(ru)192Ir可(ke)導(dao)致腸胃內(nei)膜燒傷。進入(ru)體內(nei)的(de)192Ir、192mIr和194Ir主(zhu)要會(hui)積累在肝臟中,所放出的(de)伽(jia)馬(ma)射(she)線(xian)(xian)和β輻射(she)會(hui)對身體造成損(sun)害。