CAS號:7439-88-5
EINECS號:231-095-9
原子(zi)量:192.22
元(yuan)素類型(xing):過渡金屬
體積彈性模量:320GPa
原(yuan)子化(hua)焓:628kJ/mol
熱容:25.10J /(mol· K)
導熱系(xi)數:147W/(m·K)
導(dao)電性:0.197×106/(cm ·Ω)
熔化熱:26.10kJ/mol
汽(qi)化熱(re):604.0kJ/mol
原(yuan)子體積:8.54cm3/mol
密度:22.56g/cm3
元素在宇宙(zhou)中的(de)含(han)量:0.002ppm
元素在太陽中(zhong)的含量:0.002ppm
地殼中含量:0.000003ppm
氧(yang)化態:主要:+3,+4其(qi)他:0,+1,+2,+5,+6
晶體結構:晶胞為面(mian)心(xin)立方(fang)晶胞,每個晶胞含有4個金屬原(yuan)子。
晶胞參數:a=383.9 pm;b = 383.9 pm;c = 383.9 pm;α = 90°;β = 90°;γ = 90°
莫氏硬度:6.5
聲(sheng)音在其中的傳(chuan)播速率:4825m/s
發現人:臺(tai)奈特(te)(Tennant)
發現(xian)年代:1803年
銥是(shi)一(yi)種(zhong)化(hua)(hua)學元素,化(hua)(hua)學符號是(shi)Ir,原子序數77。
銥(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)性(xing)質(zhi)很穩定(ding)。是(shi)最耐腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬,銥(yi)對酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)穩定(ding)性(xing)極高(gao),不(bu)溶于酸(suan)(suan),只(zhi)有海綿狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)銥(yi)才(cai)會緩慢地(di)溶于熱(re)王(wang)水中(zhong),如果(guo)是(shi)致密(mi)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)銥(yi),即使是(shi)沸騰的(de)(de)(de)(de)(de)王(wang)水,也不(bu)能腐(fu)(fu)蝕;但(dan)是(shi),在(zai)高(gao)溫加壓的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)閉反(fan)應釜(fu)中(zhong),銥(yi)在(zai)250°C以上的(de)(de)(de)(de)(de)王(wang)水中(zhong)受到明顯腐(fu)(fu)蝕;由20份濃鹽酸(suan)(suan)與1份濃硝酸(suan)(suan)配置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)混酸(suan)(suan),在(zai)相同溫度與壓力下,對銥(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕性(xing)是(shi)王(wang)水的(de)(de)(de)(de)(de)20倍左右,因此在(zai)化學(xue)分析中(zhong)常用來做消解金(jin)(jin)屬銥(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)試劑。
銥在(zai)350°C的(de)熔融氫氧(yang)化鈉中(未(wei)通(tong)入空氣)極其耐腐蝕,腐蝕率小于0.005mm/年(約3.5mdd),但400°C以上的(de)熔融氫氧(yang)化鈉對銥的(de)腐蝕很(hen)嚴重;熔融的(de)氫氧(yang)化鉀也可以強(qiang)烈腐蝕銥。?
在室(shi)溫中,致密的(de)金屬銥(yi),對干(gan)燥的(de)氟氣(qi),以及干(gan)燥或者潮濕的(de)氯,溴(xiu),碘,都具有極好(hao)的(de)耐腐蝕性(xing)。沒有可見腐蝕。
一(yi)般(ban)的(de)腐蝕劑都不能(neng)腐蝕銥。有形成配位化合物得強(qiang)烈(lie)傾向(xiang)。
元素來源:在地殼中含量僅有9×10-9%。主要存在于鋨銥(yi)礦中。可(ke)用鋅(xin)與在提煉鉑時(shi)所(suo)得(de)得(de)鋨銥(yi)合金中分離制得(de)。
元素用(yong)途:很多(duo)高熔點氧化物單(dan)晶,是(shi)在(zai)(zai)純(chun)銥(yi)(yi)制(zhi)成的(de)(de)(de)坩堝中進(jin)行生(sheng)長(chang)的(de)(de)(de),純(chun)銥(yi)(yi),鉑銥(yi)(yi)合金(jin),銥(yi)(yi)銠合金(jin)多(duo)用(yong)于制(zhi)作科學儀(yi)器(qi)、熱電(dian)偶、電(dian)阻線等。在(zai)(zai)鉑中加(jia)入銥(yi)(yi),可以提高鉑在(zai)(zai)水,酸(suan),鹵素中的(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕性,以及500°C以下的(de)(de)(de)機械(xie)強度,但隨著銥(yi)(yi)含(han)量的(de)(de)(de)增加(jia),在(zai)(zai)900°C以上(shang)(shang)合金(jin)在(zai)(zai)空氣(qi)中的(de)(de)(de)氧化失重也增加(jia)。含(han)10%的(de)(de)(de)銥(yi)(yi)和(he)與90%的(de)(de)(de)鉑的(de)(de)(de)鉑銥(yi)(yi)合金(jin),因(yin)膨脹(zhang)系數(shu)極(ji)小(xiao),用(yong)來制(zhi)造國際標(biao)準米尺,世(shi)界上(shang)(shang)的(de)(de)(de)千(qian)克原器(qi)也曾是(shi)由(you)鉑銥(yi)(yi)合金(jin)制(zhi)作的(de)(de)(de)。
屬于周期表Ⅷ族過渡元素,元素符號(hao)Ir,原子(zi)序數77,原子(zi)量192.22,面心立(li)方(fang)晶格,是一種稀有(you)的貴金(jin)屬材料(liao)。
簡史1803年(nian)英國(guo)(guo)(guo)s.Tennant由(you)分離鉑后(hou)的(de)黑色殘(can)渣中發現銥(yi);1813年(nian)進行了銥(yi)的(de)第一次(ci)熔化(hua)實驗;1860年(nian)帝俄造幣廠(chang)用約8kg原生含(han)銥(yi)材料和其(qi)他殘(can)渣作原料進行熔煉,得(de)到(dao)一個1.805kg重的(de)銥(yi)錠。1881年(nian)霍蘭(J.Holland)以“熔化(hua)和鑄(zhu)造銥(yi)的(de)工(gong)藝”為題申請了美國(guo)(guo)(guo)專利(li)。此后(hou),各國(guo)(guo)(guo)的(de)冶金工(gong)作者們為解決銥(yi)的(de)加工(gong)問題作了大(da)量(liang)工(gong)作。
性能:(1)熔(rong)點2450℃,銥(yi)制(zhi)品使用溫(wen)(wen)度可達2100~2200℃;(2)彈性模量高(538.3GPa),泊松系數低(di)(0.26),低(di)溫(wen)(wen)塑性很(hen)差;(3)是(shi)最耐腐蝕的(de)(de)(de)金屬,致密態(tai)銥(yi)不溶于所有(you)無(wu)機(ji)酸(suan),也(ye)不被其(qi)他金屬熔(rong)體浸蝕,例如熔(rong)化(hua)的(de)(de)(de)鉛、鋅、鎳、鐵、金等;能耐許多熔(rong)融試劑和高溫(wen)(wen)硅(gui)酸(suan)鹽的(de)(de)(de)浸蝕;(4)像其(qi)他鉑(bo)族(zu)金屬合金一(yi)樣,銥(yi)合金能牢固吸(xi)附有(you)機(ji)物(wu),可作催化(hua)劑材料;(5)銥(yi)在(zai)空氣(qi)或(huo)氧氣(qi)中600℃以(yi)上生成(cheng)IrO?,并在(zai)1100℃分解;在(zai)1227℃空氣(qi)中銥(yi)的(de)(de)(de)揮發量為鉑(bo)的(de)(de)(de)100倍。銥(yi)可采用高頻或(huo)中頻爐、電弧爐、電子束等熔(rong)煉。銥(yi)在(zai)1600℃以(yi)上具有(you)好(hao)的(de)(de)(de)塑性,通常進(jin)行熱(re)加工。
用途:銥(yi)(yi)的(de)高(gao)熔點、高(gao)穩定性(xing)(xing)使(shi)其在很多特殊(shu)場合(he)具有重(zhong)要用途,但銥(yi)(yi)的(de)脆性(xing)(xing)和(he)高(gao)溫(wen)損(sun)耗在一定程(cheng)度(du)上限制了(le)它(ta)的(de)應用。銥(yi)(yi)的(de)最早應用是作筆(bi)尖材(cai)料(liao)(liao),后來又提出了(le)注(zhu)射針頭(tou)(tou)、天平刀(dao)刃、羅(luo)盤支架、電(dian)(dian)觸頭(tou)(tou)等方面的(de)用途。銥(yi)(yi)坩堝(guo)可用于生(sheng)長難熔氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)晶體,該坩堝(guo)能(neng)(neng)在2100~2200℃工作幾千小時,是重(zhong)要的(de)貴金(jin)(jin)屬器皿(min)材(cai)料(liao)(liao)。銥(yi)(yi)的(de)高(gao)溫(wen)抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)和(he)熱電(dian)(dian)性(xing)(xing)能(neng)(neng)使(shi)銥(yi)(yi)/銥(yi)(yi)銠熱電(dian)(dian)偶(ou)成為惟一能(neng)(neng)在大氣中測(ce)量達2100℃高(gao)溫(wen)的(de)貴金(jin)(jin)屬測(ce)溫(wen)材(cai)料(liao)(liao);可用作放射性(xing)(xing)熱源的(de)容器材(cai)料(liao)(liao);陽極氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)膜(mo)是一種有前途的(de)電(dian)(dian)顯色(se)材(cai)料(liao)(liao)。Ir-192是γ射線源,可用于無損(sun)探傷和(he)放射化(hua)(hua)(hua)學(xue)治療(liao)。同時,銥(yi)(yi)是一個很重(zhong)要的(de)合(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)元素,一些銥(yi)(yi)合(he)金(jin)(jin)使(shi)用在某些關鍵部(bu)門;銥(yi)(yi)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)亦有其特有用途。
銥的(de)發現與鉑(bo)(bo)(bo)以及(ji)其他鉑(bo)(bo)(bo)系元素息(xi)息(xi)相(xiang)關。古(gu)埃(ai)塞俄比亞人和南美(mei)洲各(ge)文化(hua)的(de)人自(zi)古(gu)便有(you)使用自(zi)然(ran)產(chan)生(sheng)的(de)鉑(bo)(bo)(bo)金屬,當中必定含有(you)少量其他鉑(bo)(bo)(bo)系元素,這也包括銥。17世紀西(xi)班(ban)牙征(zheng)服者(zhe)在今天的(de)哥倫比亞喬科省發現了鉑(bo)(bo)(bo),并將(jiang)其帶到歐洲。然(ran)而直到1748年,科學家才發現它并不(bu)是(shi)任何已(yi)知金屬的(de)合金,而是(shi)一種全新的(de)元素。
當(dang)(dang)時研究鉑的(de)化(hua)學家將它(ta)置于(yu)王(wang)水(shui)(鹽酸(suan)和硝酸(suan)的(de)混(hun)合物(wu))當(dang)(dang)中,從而(er)(er)產(chan)生可溶(rong)鹽。制成的(de)溶(rong)液每次(ci)都留下少量(liang)深色的(de)不可溶(rong)殘(can)留物(wu)。約(yue)瑟夫(fu)·普魯斯特曾(ceng)以為(wei)這一殘(can)留物(wu)是石墨。法國化(hua)學家維多·科萊(lai)-德科提爾(er)(Victor Collet-Descotils)、福爾(er)克拉伯爵安東萬·弗朗索瓦(Antoine Fran?ois, comte de Fourcroy)和路(lu)易(yi)·尼古拉·沃克朗(Louis Nicolas Vauquelin)在1803年也同樣觀察(cha)到了這一黑色殘(can)留物(wu),但因量(liang)太少而(er)(er)沒有進行進一步實驗(yan)。
1803年,英(ying)國(guo)化學(xue)家史密森(sen)·特(te)南特(te)分(fen)析了殘留(liu)物(wu),并推(tui)斷其中必含新(xin)的(de)(de)金屬元(yuan)(yuan)素(su)。沃克(ke)朗(lang)把(ba)該粉末來(lai)回在(zai)酸堿中浸洗(xi),取(qu)得了一(yi)種揮發(fa)性氧化物(wu)。他認為這是新(xin)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)氧化物(wu),并把(ba)新(xin)元(yuan)(yuan)素(su)命(ming)名(ming)為“ptene”,源(yuan)于希(xi)臘文(wen)的(de)(de)“πτηνο?”(ptènos),即(ji)“有翼(yi)的(de)(de)”。特(te)南特(te)則擁(yong)有更大量的(de)(de)殘留(liu)物(wu),并在(zai)不久后辨認出(chu)兩種新(xin)元(yuan)(yuan)素(su),也就是鋨和(he)銥。在(zai)一(yi)連串用到(dao)氫氧化鈉(na)和(he)氫氯(lv)酸的(de)(de)反(fan)應之(zhi)后,他制成了一(yi)種深紅色晶體(很可(ke)能(neng)是Na2[IrCl6]·nH2O)。銥的(de)(de)許多鹽都有鮮(xian)艷的(de)(de)顏色,所以特(te)南特(te)取(qu)希(xi)臘神(shen)話(hua)中的(de)(de)彩虹女(nv)神(shen)伊里(li)斯(?ρι?,Iris)之(zhi)名(ming),把(ba)銥命(ming)名(ming)為“Iridium”。元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)發(fa)現被記錄在(zai)1804年6月21日致皇(huang)家學(xue)院的(de)(de)一(yi)封(feng)信中。
1813年(nian),英國化(hua)學家約翰·喬治·求爾(er)德倫(John George Children)首(shou)次熔(rong)化(hua)銥(yi)金屬。1842年(nian),羅伯特·海爾(er)(Robert Hare)首(shou)次取得高純(chun)(chun)度(du)銥(yi)金屬。他量得的銥(yi)密度(du)為21.8 g/cm3,并發現這一金屬幾乎(hu)不可(ke)延(yan)展(zhan),且硬(ying)度(du)極高。1860年(nian),亨利(li)·愛丁(ding)·圣克萊爾(er)·德維爾(er)和朱爾(er)·亨利(li)·德布雷(Jules Henri Debray)第一次大量熔(rong)化(hua)銥(yi)。每公斤銥(yi)的熔(rong)化(hua)過(guo)程需要(yao)超過(guo)300升的純(chun)(chun)O2和H2。
銥(yi)(yi)如此難熔(rong)(rong)化塑性,這大大限制了它的(de)(de)實際應用。約翰·艾(ai)薩克·霍金斯(John Isaac Hawkins)在1834年發明了裝(zhuang)有銥(yi)(yi)造筆(bi)尖的(de)(de)金質(zhi)鋼筆(bi)。1880年,約翰·霍蘭德(de)(John Holland)和威廉(lian)·洛(luo)弗(fu)蘭德(de)·達德(de)利(William Lofland Dudley)利用磷大大簡(jian)化了銥(yi)(yi)的(de)(de)熔(rong)(rong)化過程,并在美國申請了專利。英國莊(zhuang)信萬豐公(gong)司之后表示(shi),他們早在1837年就開始使用類似的(de)(de)方法熔(rong)(rong)解銥(yi)(yi),而(er)且已在多個世界博(bo)覽會(hui)展出經熔(rong)(rong)融制成(cheng)的(de)(de)銥(yi)(yi)。奧托·佛斯納(na)(Otto Feussner)在1993年第一(yi)次在熱(re)電偶中使用銥(yi)(yi)-釕(liao)合金材料,使這種新型器(qi)材能夠測量高達2000 °C的(de)(de)溫度。
1957年(nian)(nian),魯(lu)道夫·穆(mu)斯(si)堡(bao)爾(er)在(zai)只含Ir的(de)(de)(de)(de)固體(ti)金屬樣本(ben)中,發現原子(zi)能夠進(jin)行無(wu)反沖的(de)(de)(de)(de)γ射(she)線(xian)共振(zhen)發射(she)及(ji)吸收(shou)。他所(suo)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)實驗是20世(shi)紀標志性的(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)實驗之(zhi)一。此現象稱為穆(mu)斯(si)堡(bao)爾(er)效應(ying)(ying)(其他呈(cheng)現該效應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)原子(zi)核(he)也陸續(xu)被發現,如Fe),是穆(mu)斯(si)堡(bao)爾(er)譜學的(de)(de)(de)(de)中心原理(li),在(zai)物(wu)理(li)學、化學、生物(wu)化學、冶金學和(he)礦物(wu)學中都(dou)有(you)重要的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用。論(lun)文發布的(de)(de)(de)(de)僅(jin)僅(jin)3年(nian)(nian)之(zhi)后(hou),即1961年(nian)(nian),穆(mu)斯(si)堡(bao)爾(er)就因這一發現獲(huo)得了諾貝爾(er)物(wu)理(li)學獎,時年(nian)(nian)32歲。
銥屬(shu)于鉑(bo)系(xi)金屬(shu),和鉑(bo)一樣呈白色,另帶(dai)少(shao)許黃色。銥堅硬易碎,熔點也(ye)非常高(gao),所以(yi)很難鑄造和塑性。制(zhi)造工序因此一般使用粉末冶金。銥是唯一一種(zhong)在1600 °C以(yi)上的空氣中仍(reng)保持優良力學性質的金屬(shu)。其沸點極高(gao),在所有元素中排第10位(wei)。銥在0.14 K以(yi)下會(hui)呈現超導體性質。
銥(yi)的(de)彈(dan)性模量在(zai)低(di)于鋨,為所有(you)金(jin)屬中第二高。其剪切模量很高,泊松比(bi)很低(di),因此(ci)具有(you)很高的(de)剛度,使得銥(yi)的(de)加工(gong)生(sheng)產過(guo)程(cheng)非常困難。盡(jin)管生(sheng)產不易,價格昂(ang)貴,但(dan)銥(yi)還是有(you)多項應(ying)用,包括(kuo)在(zai)極端(duan)條件下加強機械的(de)強度。
銥的密(mi)度(du)在所有元素中(zhong)排第二位,僅比鋨稍低。由于(yu)密(mi)度(du)值(zhi)十分(fen)相近,測(ce)量(liang)(liang)也并不容易,所以這(zhe)兩(liang)個元素到底哪一個密(mi)度(du)更高(gao)曾經(jing)并沒有定論。通過原子(zi)量(liang)(liang)來計算密(mi)度(du)值(zhi),2013年的結論是:銥的密(mi)度(du)是22.56g/cm3,鋨的密(mi)度(du)是22.59g/cm3,兩(liang)者差值(zhi)僅為0.027g/cm3。但(dan)鋨的原子(zi)量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)仍缺少大量(liang)(liang)實驗驗證,因此(ci)銥與鋨哪個密(mi)度(du)更高(gao)至今(jin)還無法(fa)下結論。
銥是(shi)(shi)抗(kang)腐蝕性(xing)最強的金屬之一:它能夠在高(gao)溫(wen)下抵御幾(ji)乎所有酸(suan)、王水、熔融金屬,甚至(zhi)是(shi)(shi)硅酸(suan)鹽。但是(shi)(shi)某些熔融鹽,如氰化(hua)鈉和(he)氰化(hua)鉀,以及氧氣(qi)和(he)鹵素(su)單質(特別(bie)是(shi)(shi)氟氣(qi))在高(gao)溫(wen)下還是(shi)(shi)可以侵(qin)蝕銥的。
銥(yi)化(hua)(hua)合物的氧(yang)化(hua)(hua)態介乎?3和(he)+6,最常見的有+3和(he)+4。高氧(yang)化(hua)(hua)態的化(hua)(hua)合物比(bi)較罕見,包括IrF6和(he)兩種混合氧(yang)化(hua)(hua)物Sr2MgIrO6及Sr2CaIrO6。2009年,科(ke)學家利用基質隔離方法(在6K的氬氣(qi)中)對(dui)過氧(yang)化(hua)(hua)銥(yi)配(pei)合物進行紫(zi)外線(xian)照射,制成(cheng)了四氧(yang)化(hua)(hua)銥(yi)(IrO4)。然而這一化(hua)(hua)合物預計(ji)在更高的溫度(du)下無法穩定保(bao)持固體狀態。
各價(jia)態的離子及化(hua)合物舉例
-3 價(jia) : [Ir(CO)3]3-
-1 價 : [Ir(CO)3(PPh3)]-
0 價 : Ir4(CO)12
+1 價: Ir(CO)Cl(PPh3)2
+2 價: IrCl2
+3 價:IrCl3
+4 價(jia): IrO2
+5 價: Ir4F20
+6 價: IrF6
二(er)(er)氧化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(IrO2)為棕色粉末(mo),是銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)唯一一種性(xing)質已(yi)經(jing)過充分研究的(de)氧化(hua)物。三(san)氧化(hua)二(er)(er)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)是一種黑(hei)藍色粉末(mo),在(zai)硝(xiao)酸中會氧化(hua)成IrO2。其他已(yi)知(zhi)的(de)化(hua)合物包括二(er)(er)硫(liu)(liu)化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、二(er)(er)硒化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、三(san)硫(liu)(liu)化(hua)二(er)(er)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)和三(san)硒化(hua)二(er)(er)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)等,另(ling)外也有研究指出IrS3的(de)存在(zai)。銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)還可(ke)以形成氧化(hua)態為+4和+5的(de)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)酸,如K2IrO3和KIrO3。在(zai)高溫下使銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)與氧化(hua)鉀(jia)或(huo)超氧化(hua)鉀(jia)反應,就可(ke)取得這(zhe)些銥(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)酸。
目前(qian)尚(shang)未發現(xian)化學式為IrxHy的氫銥二元化合物(wu),但有(you)些已(yi)知(zhi)配合物(wu)包含(han)IrH4?和IrH3?離(li)子(zi),其中(zhong)銥的氧化態(tai)分(fen)別為+1和+3。科(ke)學家認為,Mg6Ir2H11當中(zhong)同時(shi)存在IrH??以及含(han)18個(ge)電子(zi)的IrH5?離(li)子(zi)。
銥(yi)(yi)(yi)并(bing)不形成(cheng)(cheng)一鹵(lu)(lu)化物和二鹵(lu)(lu)化物,而是會與(yu)每一種鹵(lu)(lu)素形成(cheng)(cheng)對應(ying)的三鹵(lu)(lu)化物IrX3。氧(yang)化態(tai)為+4或以上的鹵(lu)(lu)化物只有(you)四(si)氟(fu)化銥(yi)(yi)(yi)、五氟(fu)化銥(yi)(yi)(yi)和六氟(fu)化銥(yi)(yi)(yi)。六氟(fu)化銥(yi)(yi)(yi)(IrF6)是一種反應(ying)性很高的揮發性黃色固體(ti),其(qi)(qi)分子結構呈八面體(ti)形。它(ta)在水中(zhong)會分解,而且銥(yi)(yi)(yi)黑(即金屬銥(yi)(yi)(yi)粉末)可將(jiang)其(qi)(qi)還(huan)原成(cheng)(cheng)晶(jing)體(ti)狀(zhuang)的四(si)氟(fu)化銥(yi)(yi)(yi)(IrF4)。五氟(fu)化銥(yi)(yi)(yi)的特性相似(si),但它(ta)其(qi)(qi)實是一種四(si)聚體(ti)Ir4F20,由四(si)個角對角連(lian)接(jie)的八面體(ti)所形成(cheng)(cheng)。
工業上最重要的(de)(de)銥(yi)(yi)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)是六氯(lv)(lv)銥(yi)(yi)酸(suan)(H2IrCl6)及(ji)其銨(an)鹽。銥(yi)(yi)的(de)(de)純化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)、大多數(shu)銥(yi)(yi)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)產初始步驟以及(ji)陽(yang)極(ji)涂(tu)層(ceng)的(de)(de)制(zhi)(zhi)備過程(cheng)都(dou)要用到這些(xie)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)。IrCl2?離子呈棕黑色,能夠輕(qing)易還原(yuan)(yuan)成(cheng)淺(qian)色的(de)(de)IrCl3?,且該反應(ying)可以逆轉。三(san)(san)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)(IrCl3)常被(bei)用作其他Ir(III)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)制(zhi)(zhi)備原(yuan)(yuan)料。氯(lv)(lv)和銥(yi)(yi)粉末在650°C經(jing)氧化(hua)(hua)(hua)反應(ying)會形成(cheng)無水三(san)(san)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi),而Ir2O3溶于氫(qing)氯(lv)(lv)酸(suan)中(zhong)則可制(zhi)(zhi)成(cheng)水合三(san)(san)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)。另一(yi)種(zhong)類似的(de)(de)制(zhi)(zhi)備原(yuan)(yuan)料是六氯(lv)(lv)銥(yi)(yi)酸(suan)銨(an)((NH4)3IrCl6)。三(san)(san)價銥(yi)(yi)配(pei)合物(wu)(wu)(wu)具抗磁性,分子結構一(yi)般為八(ba)面體型。
銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)有(you)(you)機化(hua)合(he)物(wu)含有(you)(you)銥(yi)(yi)(yi)﹣碳鍵(jian),其中銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)態(tai)通常較(jiao)低。比如,十二羰(tang)(tang)基(ji)四銥(yi)(yi)(yi)(Ir4(CO)12)是(shi)最常見兼最穩定的(de)(de)(de)金屬(shu)羰(tang)(tang)基(ji)配(pei)(pei)合(he)物(wu),當(dang)中的(de)(de)(de)銥(yi)(yi)(yi)就處于(yu)0氧(yang)化(hua)態(tai)。十二羰(tang)(tang)基(ji)四銥(yi)(yi)(yi)中的(de)(de)(de)每一個(ge)銥(yi)(yi)(yi)原子(zi)都與(yu)另(ling)外三個(ge)鍵(jian)合(he),形成四面體原子(zi)簇(cu)。一些(xie)重(zhong)要的(de)(de)(de)Ir(I)有(you)(you)機化(hua)合(he)物(wu)都是(shi)以(yi)發現者(zhe)命(ming)名的(de)(de)(de)。這(zhe)包括沃什卡配(pei)(pei)合(he)物(wu)(IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),它會與(yu)O2氧(yang)分子(zi)鍵(jian)合(he),這(zhe)種特(te)性十分特(te)殊。克拉布特(te)利催化(hua)劑(ji)(ji)(Crabtree's catalyst)是(shi)一種用于(yu)氫化(hua)反應的(de)(de)(de)均相(xiang)催化(hua)劑(ji)(ji)。這(zhe)些(xie)化(hua)合(he)物(wu)都屬(shu)于(yu)平面正方形d配(pei)(pei)合(he)物(wu),共(gong)有(you)(you)16個(ge)價電(dian)子(zi),因此反應性很(hen)高(gao)。
銥有兩種自然穩(wen)定同位(wei)素(su)(su):191Ir和(he)(he)193Ir,豐度(du)分別為(wei)37.3%和(he)(he)62.7%。已人工合成的(de)(de)放射(she)(she)性同位(wei)素(su)(su)共有34種,質量數(shu)從(cong)164至(zhi)199不等。192Ir夾在(zai)兩個穩(wen)定同位(wei)素(su)(su)之間(jian),也是(shi)(shi)最(zui)穩(wen)定的(de)(de)放射(she)(she)性同位(wei)素(su)(su),半衰(shuai)期為(wei)73.827天。這一同位(wei)素(su)(su)在(zai)近距離治療和(he)(he)工業射(she)(she)線照相技術(shu)中具(ju)有用途(tu),特別是(shi)(shi)在(zai)天然氣工業中用于(yu)無損檢(jian)測鋼(gang)鐵的(de)(de)焊接處。銥-192曾造成多宗(zong)輻(fu)射(she)(she)意(yi)外(wai)。另外(wai)有三(san)個同位(wei)素(su)(su)的(de)(de)半衰(shuai)期在(zai)一天以上:188Ir、189Ir和(he)(he)190Ir。質量數(shu)低(di)于(yu)191的(de)(de)同位(wei)素(su)(su)會同時進行(xing)(xing)β衰(shuai)變、α衰(shuai)變以及(ji)質子(zi)發射(she)(she),但有兩者(zhe)除外(wai):189Ir進行(xing)(xing)電子(zi)捕獲,而190Ir進行(xing)(xing)正電子(zi)發射(she)(she)。質量數(shu)高于(yu)191的(de)(de)同位(wei)素(su)(su)則進行(xing)(xing)β衰(shuai)變,其中192Ir會少量進行(xing)(xing)電子(zi)捕獲。所有銥同位(wei)素(su)(su)都是(shi)(shi)在(zai)1934至(zhi)2001年間(jian)發現的(de)(de),其中最(zui)新發現的(de)(de)是(shi)(shi)171Ir。
銥共有32種已知同(tong)(tong)核(he)異(yi)構(gou)體(ti),質量數介乎164到197。最穩(wen)定(ding)的(de)同(tong)(tong)核(he)異(yi)構(gou)體(ti)是(shi)192m2Ir,它會經同(tong)(tong)核(he)異(yi)能躍(yue)遷,半(ban)(ban)衰(shuai)期為241年(nian),因此比(bi)所有處(chu)于基態的(de)放射性同(tong)(tong)位(wei)素都(dou)要穩(wen)定(ding)。最不穩(wen)定(ding)的(de)異(yi)構(gou)體(ti)是(shi)190m3Ir,其(qi)半(ban)(ban)衰(shuai)期只有2微秒。191Ir是(shi)所有元(yuan)素中首個被(bei)證實呈(cheng)現穆斯(si)堡爾效應的(de)同(tong)(tong)位(wei)素。該同(tong)(tong)位(wei)素應用在(zai)穆斯(si)堡爾光譜分析(xi)中,在(zai)物(wu)理(li)學(xue)、化(hua)學(xue)、生物(wu)化(hua)學(xue)、冶金學(xue)和礦物(wu)學(xue)等(deng)領域都(dou)有用到。
銥(yi)屬鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素。鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素幾(ji)乎完全成(cheng)單質狀態存(cun)在,高度分散在各種礦(kuang)(kuang)石中,例如(ru)原鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)、硫(liu)化鎳銅(tong)礦(kuang)(kuang)、磁鐵礦(kuang)(kuang)等(deng)。鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素幾(ji)乎無例外地共同(tong)存(cun)在,形成(cheng)天然合(he)金。在含鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素礦(kuang)(kuang)石中,通常以鉑(bo)(bo)(bo)為主(zhu)要成(cheng)分,而其余鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素則因(yin)含量較(jiao)小,必須經(jing)過化學分析(xi)才能被發(fa)現。由于鋨、銥(yi)、鈀、銠和(he)釕都與(yu)鉑(bo)(bo)(bo)共同(tong)組成(cheng)礦(kuang)(kuang)石,因(yin)此(ci)它(ta)們都是從鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)提取鉑(bo)(bo)(bo)后的殘渣中發(fa)現的。
鉑(bo)系元(yuan)(yuan)(yuan)素化學性質穩定。它(ta)們中(zhong)除鉑(bo)和鈀外,不(bu)(bu)(bu)但(dan)不(bu)(bu)(bu)溶(rong)于普通的(de)(de)(de)酸(suan),而且不(bu)(bu)(bu)溶(rong)于王水。鉑(bo)很易(yi)溶(rong)于王水,鈀還溶(rong)于熱硝酸(suan)中(zhong)。所(suo)有鉑(bo)系元(yuan)(yuan)(yuan)素都有強烈(lie)形(xing)成配位(wei)化合(he)物的(de)(de)(de)傾向。1803年,法國化學家科(ke)勒德士戈蒂等人研究(jiu)了(le)(le)鉑(bo)系礦石(shi)溶(rong)于王水后(hou)的(de)(de)(de)渣子。他們宣布殘渣中(zhong)有兩(liang)種不(bu)(bu)(bu)同于鉑(bo)的(de)(de)(de)新金屬存在,它(ta)們不(bu)(bu)(bu)溶(rong)于王水。1804年,泰納爾(er)發(fa)現并(bing)命(ming)名了(le)(le)它(ta)們。其(qi)中(zhong)一(yi)個命(ming)名為irdium(銥(yi)),元(yuan)(yuan)(yuan)素符號定為Ir。這一(yi)詞GD來(lai)自希臘文iris,原(yuan)意是“虹(hong)”。這可能是由(you)于二氧化銥(yi)的(de)(de)(de)水合(he)物IrO2·2H2O傳或(huo)(huo)Ir(OH)4,從溶(rong)液中(zhong)析出沉(chen)淀(dian)時,顏(yan)色或(huo)(huo)青、或(huo)(huo)紫、或(huo)(huo)深(shen)藍、或(huo)(huo)黑,GA隨著沉(chen)淀(dian)的(de)(de)(de)情況而改(gai)變(bian)。
銥金(jin):是(shi)稀有(you)貴重金(jin)屬,是(shi)鉑和(he)(he)銥的(de)合金(jin),稀有(you)程度(du)(du)在(zai)鉑金(jin)之上。其(qi)熔點、強度(du)(du)和(he)(he)硬度(du)(du)都很(hen)高(gao)(gao)。顏(yan)色為銀白色,具(ju)強金(jin)屬光澤(ze),硬度(du)(du)7。相對密度(du)(du)22.40,性脆但在(zai)高(gao)(gao)溫下(xia)可(ke)壓成箔(bo)片或拉(la)成細(xi)絲(si),熔點高(gao)(gao),達2454℃。化學(xue)性質(zhi)非常(chang)穩定(ding),不溶于(yu)王水。主(zhu)要用(yong)于(yu)制造科學(xue)儀器、熱電偶、電阻綾等。高(gao)(gao)硬度(du)(du)的(de)鐵銥和(he)(he)銥鉑合金(jin),常(chang)用(yong)來制造筆尖(jian)和(he)(he)鉑金(jin)首飾(shi)。由于(yu)其(qi)極高(gao)(gao)的(de)熔點和(he)(he)超強的(de)抗(kang)腐蝕性,銥在(zai)高(gao)(gao)水平技(ji)術(shu)領(ling)域中得到廣泛(fan)的(de)使用(yong),如航(hang)天(tian)技(ji)術(shu),制藥和(he)(he)汽車行業。
銥(yi)絲:呈(cheng)細(xi)絲狀金屬(shu)銥(yi)加工材(cai)料。銥(yi)絲的電阻系(xi)數為6.03×10-2Ωmm2/m,抗拉強度(du)1493MPa,伸(shen)長率(lv)10%~20%。用(yong)粉末(mo)冶金法和熔(rong)鑄-壓(ya)力(li)加工法均可生產(chan)出Ф0.15mm細(xi)絲。銥(yi)絲用(yong)作高溫(wen)抗氧化熱(re)電偶材(cai)料和燈(deng)絲材(cai)料。Ir-W熱(re)電偶E(2200℃)=44.19mV,在(zai)1000~2000℃范(fan)圍內(nei),熱(re)電勢與溫(wen)度(du)的關系(xi)幾乎成直線,但(dan)只能(neng)在(zai)中(zhong)性氣氛或(huo)真(zhen)空中(zhong)使用(yong)。
銥(yi)(yi)合金:以銥(yi)(yi)為基(ji)加(jia)入其他元(yuan)素組成的合金。常用(yong)的銥(yi)(yi)合金有Ir-40Rh、Ir-70Rh、Ir-20Ru、Ir-10Ru等合金。其主要特點是熱電性(xing)能良好、高溫(wen)抗(kang)氧(yang)化、耐腐蝕。Ir-Ru系合金硬而脆難于加(jia)工。銥(yi)(yi)合金主要用(yong)作高溫(wen)抗(kang)氧(yang)化熱電偶(ou)及電接觸材料,用(yong)Ir-Rh做熱電偶(ou)使用(yong)溫(wen)度(du)可高達2000℃以上。
銥銠合(he)(he)金(jin)(jin):是銥和銠的(de)二元(yuan)合(he)(he)金(jin)(jin),在高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)為連續固溶體,有IrRh10、IrRh40、IrRh50和IrRh-70等合(he)(he)金(jin)(jin)。Ir-Rh40合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)鑄態維氏硬度1736MPa,IrPh70的(de)為1422MPa。合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)高(gao)溫(wen)(wen)抗氧(yang)化(hua)能力比(bi)純銥強,在2000℃時IrRh60氧(yang)化(hua)失重約(yue)5%。而純銥失重高(gao)達27%。用高(gao)頻爐氬氣(qi)保護熔煉,鑄錠(ding)經熱(re)軋和適量的(de)冷(leng)加工成材。主(zhu)要用作(zuo)高(gao)溫(wen)(wen)抗氧(yang)化(hua)熱(re)電偶(ou),使用溫(wen)(wen)度可(ke)達2000℃以上,有IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以及IrRh50-IrRu10等,后者熱(re)電勢最高(gao),在2000℃時可(ke)達17.18mV。
發(fa)現的鉑族(zu)(zu)礦物(wu)(wu)(wu)和(he)含(han)鉑族(zu)(zu)元素(su)的礦物(wu)(wu)(wu)已(yi)超過(guo)80種(zhong),加上變種(zhong)和(he)未定(ding)名礦物(wu)(wu)(wu)已(yi)達200個(ge)。在自(zi)然界中(zhong),鉑族(zu)(zu)金(jin)屬主國呈(cheng)自(zi)然元素(su)、自(zi)然合金(jin)、銻化(hua)物(wu)(wu)(wu)、硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)(wu)、硫(liu)砷(shen)化(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)鉍碲化(hua)物(wu)(wu)(wu)的單獨礦物(wu)(wu)(wu)存在,部分(fen)呈(cheng)類質同像存在于硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)(wu),如黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫(liu)鎳(鐵)礦等中(zhong)。
銥(yi)(yi)是地(di)(di)球地(di)(di)殼中最稀有(you)(you)的(de)(de)(de)元素之(zhi)(zhi)一(yi),平均質量比(bi)(bi)例(li)只有(you)(you)百萬(wan)分(fen)(fen)之(zhi)(zhi)0.001。金(jin)的(de)(de)(de)豐度(du)是它(ta)的(de)(de)(de)40倍,鉑(bo)是它(ta)的(de)(de)(de)10倍,而銀和汞都是它(ta)的(de)(de)(de)80倍。相(xiang)比(bi)(bi)之(zhi)(zhi)下,銥(yi)(yi)在(zai)(zai)隕(yun)石里(li)的(de)(de)(de)含(han)量則高(gao)很(hen)多(duo),一(yi)般在(zai)(zai)百萬(wan)分(fen)(fen)之(zhi)(zhi)0.5以上。科學家相(xiang)信,銥(yi)(yi)在(zai)(zai)整個地(di)(di)球的(de)(de)(de)含(han)量比(bi)(bi)在(zai)(zai)地(di)(di)殼中的(de)(de)(de)含(han)量高(gao)很(hen)多(duo),但由于(yu)(yu)它(ta)密度(du)高(gao),而且具(ju)親鐵性,所(suo)以在(zai)(zai)地(di)(di)球仍處于(yu)(yu)熔融狀態時,就已(yi)沉到地(di)(di)球的(de)(de)(de)內核了。
銥在自然中(zhong)以純金屬或合(he)金的(de)(de)形態(tai)出現,尤其是(shi)各種比(bi)例(li)的(de)(de)銥﹣鋨合(he)金。鎳和銅礦藏中(zhong)含(han)有鉑(bo)系(xi)金屬的(de)(de)硫化(hua)物(wu)(wu)(如(Pt,Pd)S)、碲化(hua)物(wu)(wu)(如PtBiTe)、銻化(hua)物(wu)(wu)(PdSb)和砷化(hua)物(wu)(wu)(如PtAs2)。這(zhe)些(xie)化(hua)合(he)物(wu)(wu)中(zhong)的(de)(de)鉑(bo)會被少量的(de)(de)銥和鋨元素取代。與(yu)其他(ta)鉑(bo)系(xi)元素一樣,銥可以形成自然鎳合(he)金及銅合(he)金。
地(di)殼中(zhong)有三種地(di)質(zhi)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)銥(yi)含(han)量(liang)最高(gao):火成(cheng)巖、撞擊坑以及前(qian)二者演化而成(cheng)的(de)(de)(de)(de)地(di)質(zhi)結(jie)構(gou)(gou)。最大的(de)(de)(de)(de)已知礦(kuang)藏有南非的(de)(de)(de)(de)布(bu)什維爾德(de)火成(cheng)雜巖體(ti)、俄羅斯(si)的(de)(de)(de)(de)諾里爾斯(si)克(ke)及加拿大的(de)(de)(de)(de)索德(de)柏立(li)盆地(di)等。美國(guo)有較小的(de)(de)(de)(de)鋨礦(kuang)藏。銥(yi)也出現在次生礦(kuang)藏中(zhong),與沖積層(ceng)礦(kuang)藏中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉑(bo)以及其他鉑(bo)系元素結(jie)合(he)。前(qian)哥(ge)倫布(bu)時期哥(ge)倫比亞喬科省居民所用(yong)的(de)(de)(de)(de)沖積層(ceng)礦(kuang)藏至(zhi)(zhi)今仍是鉑(bo)系元素的(de)(de)(de)(de)一大來源(yuan)。截至(zhi)(zhi)2003年,并(bing)沒有數據記(ji)錄全球銥(yi)儲藏量(liang)。
白堊紀(ji)﹣第三紀(ji)界線
6600萬(wan)年前形(xing)成的(de)(de)(de)K-E界線記錄了從白堊紀到(dao)古近紀的(de)(de)(de)轉折點(dian),此(ci)地(di)層的(de)(de)(de)黏土的(de)(de)(de)銥含量異常(chang)高。路(lu)易斯·阿(a)(a)爾(er)瓦雷茨為首的(de)(de)(de)研究團隊在1980年提(ti)出假(jia)說(shuo),指(zhi)這(zhe)一地(di)層中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)銥是小行星或(huo)彗星撞擊(ji)地(di)球(qiu)(qiu)時帶來的(de)(de)(de)。這(zhe)一理論稱為阿(a)(a)爾(er)瓦雷茨假(jia)說(shuo),目前被公認(ren)為恐(kong)龍滅絕的(de)(de)(de)最佳解釋(shi)。后來人們(men)在中(zhong)(zhong)美洲尤(you)卡坦(tan)半島(dao)地(di)底發現了約6600萬(wan)年前形(xing)成的(de)(de)(de)大型撞擊(ji)坑,即希克(ke)蘇魯伯隕(yun)石(shi)坑,這(zhe)很可能就是阿(a)(a)爾(er)瓦雷茨假(jia)說(shuo)中(zhong)(zhong)那顆(ke)隕(yun)石(shi)的(de)(de)(de)撞擊(ji)地(di)點(dian)。杜威·麥克(ke)林(Dewey M. McLean)等人則(ze)認(ren)為是火山(shan)活動(dong)把銥帶到(dao)地(di)球(qiu)(qiu)表面的(de)(de)(de),因為地(di)球(qiu)(qiu)深處存在更(geng)多的(de)(de)(de)銥元素,而(er)且許(xu)多火山(shan)至今仍在放出銥,如留尼(ni)汪島(dao)上的(de)(de)(de)富爾(er)奈斯火山(shan)。
金(jin)屬(shu)的提(ti)取(qu):砂鉑(bo)(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)或含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)的砂金(jin)礦(kuang)(kuang)(kuang)用重選法(fa)富(fu)集(ji)可得精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang),鉑(bo)(bo)(bo)(bo)或鋨、銥的含(han)量能達70-90%,可直(zhi)(zhi)接精(jing)煉(lian)。50年代以來鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)主要從銅(tong)鎳(nie)硫(liu)化物共生礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)提(ti)取(qu),小(xiao)部分從煉(lian)銅(tong)副產品(pin)中(zhong)提(ti)取(qu)。鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)含(han)量高的冰鎳(nie),在氧壓下(xia)硫(liu)酸(suan)浸出,或氯(lv)化冶金(jin)分離(li)其他金(jin)屬(shu)后獲得鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)。鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)精(jing)礦(kuang)(kuang)(kuang)經過直(zhi)(zhi)接溶解、分離(li)、提(ti)純,或先將鋨、釕氧化揮發他離(li)后,再分離(li)、提(ti)純其他鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)。
鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)(zu)(zu)金屬(shu)再(zai)(zai)生:鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)(zu)(zu)金屬(shu)稀有(you)而貴重,歷來重視回(hui)收。廢催化(hua)(hua)(hua)劑、廢電(dian)器元(yuan)件、含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)殘(can)破器皿、廢電(dian)鍍液、珠寶裝飾(shi)品廠的(de)(de)(de)(de)廢料(liao)等(deng)都可從中(zhong)回(hui)收鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)(zu)(zu)金屬(shu)。鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)(zu)(zu)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)分離(li)(li)和(he)提純(chun)(chun):鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)(zu)(zu)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)提取和(he)精制流程因原料(liao)成(cheng)分、含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同而異。將鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)(zu)(zu)金屬(shu)精礦或(huo)含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)(zu)(zu)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)陽極泥(ni)用(yong)(yong)王水(shui)溶(rong)解,鈀(ba)、鉑(bo)(bo)(bo)(bo)、金均進入(ru)溶(rong)液。用(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)(suan)處理(li)以(yi)破壞亞(ya)硝酰化(hua)(hua)(hua)合物,然后加(jia)硫酸(suan)(suan)亞(ya)鐵沉(chen)淀出(chu)(chu)(chu)金。加(jia)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an),鉑(bo)(bo)(bo)(bo)呈氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)銨(an)沉(chen)淀出(chu)(chu)(chu),煅(duan)(duan)燒氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)銨(an)可得(de)(de)含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)99.5%以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)海綿鉑(bo)(bo)(bo)(bo)。分離(li)(li)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)后的(de)(de)(de)(de)濾液,加(jia)入(ru)過量(liang)的(de)(de)(de)(de)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銨(an),再(zai)(zai)用(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua),沉(chen)淀出(chu)(chu)(chu)二氯(lv)二氨(an)配(pei)亞(ya)鈀(ba)形式的(de)(de)(de)(de)鈀(ba),再(zai)(zai)在(zai)氫氣中(zhong)加(jia)熱煅(duan)(duan)燒可得(de)(de)純(chun)(chun)度(du)達(da)99.7%以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)海綿鈀(ba)。經王水(shui)處理(li)后的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)溶(rong)物與(yu)碳酸(suan)(suan)鈉、硼砂、密陀(tuo)僧(seng)和(he)焦炭共熔,得(de)(de)貴鉛(qian)。用(yong)(yong)灰(hui)吹法除去(qu)大部(bu)分鉛(qian),再(zai)(zai)用(yong)(yong)硝酸(suan)(suan)溶(rong)解銀,殘(can)留(liu)的(de)(de)(de)(de)鉛(qian)、銠(lao)、銥、鋨、釕富集于(yu)殘(can)渣中(zhong)。將此殘(can)渣與(yu)硫酸(suan)(suan)氫鈉熔融(rong),銠(lao)轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)可溶(rong)性的(de)(de)(de)(de)硫酸(suan)(suan)鹽(yan),用(yong)(yong)水(shui)浸出(chu)(chu)(chu),加(jia)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉沉(chen)出(chu)(chu)(chu)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銠(lao),再(zai)(zai)用(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)(suan)溶(rong)解,得(de)(de)氯(lv)銠(lao)酸(suan)(suan)。溶(rong)液提純(chun)(chun)后,加(jia)入(ru)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an),濃縮(suo)、結晶出(chu)(chu)(chu)氯(lv)銠(lao)酸(suan)(suan)銨(an)。在(zai)氫氣中(zhong)煅(duan)(duan)燒,可得(de)(de)海綿銠(lao)。在(zai)硫酸(suan)(suan)氫鈉熔融(rong)時,銥、鋨、釕不(bu)(bu)反應,仍留(liu)于(yu)水(shui)浸殘(can)渣中(zhong)。將殘(can)渣與(yu)過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉和(he)苛性鈉一(yi)起(qi)熔融(rong),用(yong)(yong)水(shui)浸出(chu)(chu)(chu);向浸出(chu)(chu)(chu)液中(zhong)通入(ru)氯(lv)氣并蒸(zheng)餾,釕和(he)鋨以(yi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物形式蒸(zheng)出(chu)(chu)(chu)。
用(yong)(yong)乙醇-鹽酸溶液吸收(shou)(shou),將(jiang)(jiang)吸收(shou)(shou)液再(zai)(zai)加(jia)熱蒸餾,并用(yong)(yong)堿液吸收(shou)(shou)得鋨(e)(e)酸鈉。在(zai)吸收(shou)(shou)液中加(jia)氯化(hua)銨,則鋨(e)(e)以銨鹽形式(shi)沉淀(dian),在(zai)氫(qing)(qing)氣中煅(duan)燒,可(ke)得鋨(e)(e)粉(fen)。在(zai)蒸出鋨(e)(e)的(de)(de)殘(can)液中加(jia)氯化(hua)銨,可(ke)得釕(liao)(liao)的(de)(de)銨鹽,再(zai)(zai)在(zai)氫(qing)(qing)氣中煅(duan)燒,可(ke)得釕(liao)(liao)粉(fen)。浸出釕(liao)(liao)和鋨(e)(e)后(hou)(hou)的(de)(de)殘(can)渣主要為氧(yang)化(hua)銥(yi),用(yong)(yong)王水(shui)溶解(jie),加(jia)氯化(hua)銨沉出粗氯銥(yi)酸銨,經精制,在(zai)氫(qing)(qing)氣中煅(duan)燒,可(ke)得銥(yi)粉(fen)。將(jiang)(jiang)鉑族金(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)末(mo)用(yong)(yong)粉(fen)末(mo)冶金(jin)(jin)法或通過高頻感(gan)應電爐(lu)熔化(hua)可(ke)制得金(jin)(jin)屬(shu)錠。4.制取高純(chun)鉑族金(jin)(jin)屬(shu):一般將(jiang)(jiang)金(jin)(jin)屬(shu)溶解(jie)后(hou)(hou),經反復(fu)(fu)提純(chun),精制方法有(you)載體氧(yang)化(hua)水(shui)解(jie)、離子交換、溶劑萃取和重復(fu)(fu)沉淀(dian)等(deng),然后(hou)(hou)再(zai)(zai)以銨鹽沉出,經煅(duan)燒可(ke)得相應的(de)(de)高純(chun)金(jin)(jin)屬(shu)。
銥的(de)需(xu)求量(liang)從2009年(nian)的(de)2.5噸(dun)(dun)升至(zhi)2010年(nian)的(de)10.4噸(dun)(dun)。這(zhe)主(zhu)要是因(yin)(yin)為電(dian)(dian)子相關應(ying)用(yong)的(de)需(xu)求量(liang)從0.2噸(dun)(dun)升至(zhi)6噸(dun)(dun):銥制坩(gan)(gan)堝(guo)被廣泛用(yong)于大型(xing)高(gao)質(zhi)量(liang)單個晶體(ti)的(de)生產,而這(zhe)些(xie)晶體(ti)的(de)需(xu)求在(zai)這(zhe)段時間大大提(ti)高(gao)。銥的(de)消耗(hao)量(liang)預期將因(yin)(yin)為積(ji)累(lei)的(de)坩(gan)(gan)堝(guo)庫存而飽和(he),這(zhe)在(zai)2000年(nian)代(dai)也曾經發生過。其他重要應(ying)用(yong)還(huan)包括火(huo)花塞(2007年(nian)消耗(hao)0.78噸(dun)(dun))、氯堿法所用(yong)的(de)電(dian)(dian)極(ji)(同年(nian)消耗(hao)1.1噸(dun)(dun))以及化學催化劑(同年(nian)消耗(hao)0.75噸(dun)(dun))。
銥的應用大部(bu)份運用其(qi)高(gao)熔點、高(gao)硬(ying)度和(he)抗腐蝕性質。銥金屬(shu)以及銥﹣鉑合(he)金和(he)鋨(e)﹣銥合(he)金的耗損很低(di),可用來(lai)制造(zao)多(duo)孔噴絲(si)板。噴絲(si)板用于把塑(su)料聚(ju)合(he)物擠壓成纖維,例如人造(zao)絲(si)。鋨(e)﹣銥合(he)金也可以用于指南(nan)針軸(zhou)承和(he)計重秤。
銥(yi)的耐(nai)腐蝕、耐(nai)高溫(wen)性質很強,所以非常適合作為合金(jin)添加物。飛機引擎中的一些長期使用(yong)(yong)部件(jian)是由銥(yi)合金(jin)組成(cheng)的,銥(yi)-鈦合金(jin)也被用(yong)(yong)作水底(di)管道材(cai)料。加入銥(yi)可提(ti)升鉑(bo)合金(jin)的硬(ying)度。純鉑(bo)的維氏硬(ying)度為56HV,而含50%銥(yi)的鉑(bo)合金(jin)硬(ying)度可超過500 HV。
銥(yi)也常(chang)被用(yong)于須承受高溫(wen)的儀器當中。比如,柴可拉斯基(ji)法使用(yong)銥(yi)制高溫(wen)坩堝,產(chan)生單個氧化(hua)物晶體(ti),如藍寶石(shi)(shi)(shi)、釓鎵石(shi)(shi)(shi)榴(liu)(liu)石(shi)(shi)(shi)和(he)(he)釔鋁石(shi)(shi)(shi)榴(liu)(liu)石(shi)(shi)(shi)等。這些(xie)晶體(ti)被用(yong)于電腦內存和(he)(he)固態激(ji)光器零件當中。銥(yi)合金能(neng)夠抵御(yu)電弧(hu)侵蝕(shi),所以是火(huo)花塞電觸(chu)頭的理(li)想(xiang)材料。
Cativa催化法是把甲(jia)醇轉變為(wei)乙酸的(de)過程,可使用銥(yi)化合物作為(wei)催化劑。
放(fang)射(she)(she)性同(tong)位素銥(yi)-192在γ射(she)(she)線(xian)照相中是一(yi)種(zhong)重要的(de)能源(yuan),有助對金屬進行無損檢測。另外,近距離治療(liao)利用192Ir所釋放(fang)的(de)γ射(she)(she)線(xian)來治療(liao)癌(ai)(ai)(ai)癥(zheng)。這種(zhong)治療(liao)方法(fa)把輻射(she)(she)源(yuan)置(zhi)于癌(ai)(ai)(ai)組(zu)織(zhi)附(fu)近或里面,可用于治療(liao)前列腺癌(ai)(ai)(ai)、膽管癌(ai)(ai)(ai)及子宮頸癌(ai)(ai)(ai)等(deng)。
1889年制成的國(guo)際米原器和國(guo)際公斤(jin)原器是由含(han)90%鉑和10%銥的合(he)金組成的,原器由位(wei)于巴黎(li)附近的國(guo)際度量衡(heng)局保存。
航海家號、維(wei)京(jing)號、先鋒號和卡西尼-惠更斯號、伽利略號和新視野號等(deng)無人宇宙飛船都(dou)有使(shi)用含有銥的(de)放射性同位素(su)熱電機。由于熱電機要承受高(gao)達2000°C的(de)高(gao)溫,所以(yi)包裹著钚-238同位素(su)的(de)容器是以(yi)既堅硬又耐高(gao)溫的(de)銥所制。
銥還(huan)被用于X射線望遠鏡中(zhong)。錢德(de)拉(la)X射線天文臺的(de)(de)反射鏡上(shang)有一(yi)層(ceng)60納(na)米厚的(de)(de)銥涂(tu)層(ceng)。在(zai)(zai)測試(shi)過多種金屬之后,銥的(de)(de)X射線反射能力證(zheng)明比鎳、金和鉑都要優勝。這層(ceng)銥的(de)(de)平滑程度要有幾(ji)個原子以內的(de)(de)準確度,須在(zai)(zai)氣態下(xia)在(zai)(zai)高真空環境(jing)中(zhong)涂(tu)在(zai)(zai)鉻底層(ceng)上(shang)。
粒(li)子(zi)物理學在(zai)反(fan)質(zhi)子(zi)的產生過程(cheng)中(zhong)也用(yong)到銥。過程(cheng)中(zhong),高強度(du)質(zhi)子(zi)束射向密度(du)必(bi)須很高的“轉(zhuan)換(huan)目標體”。雖然(ran)可(ke)(ke)以使用(yong)鎢,但(dan)銥的優勝之處在(zai)于(yu),它可(ke)(ke)以更穩定地承受入射粒(li)子(zi)束使溫(wen)度(du)升高時所造成的沖擊波。
碳-氫鍵(jian)活(huo)(huo)化(hua)反應(C–H活(huo)(huo)化(hua))是(shi)斷開(kai)碳-氫鍵(jian)的(de)反應。這種鍵(jian)在(zai)以前曾被認為具有(you)低反應性。科(ke)學家在(zai)1982年宣布首次成(cheng)功活(huo)(huo)化(hua)飽和烴中的(de)C–H鍵(jian),反應使(shi)用(yong)銥的(de)有(you)機(ji)配(pei)合(he)物,使(shi)烴進行氧化(hua)加成(cheng)。
銥配合物(wu)可以用來催化(hua)不對(dui)稱氫化(hua)反應。這(zhe)類催化(hua)劑已被用于合成天然(ran)產(chan)物(wu),并能(neng)夠把本來難以氫化(hua)的基底(例如(ru)非官能(neng)團(tuan)化(hua)烯烴等)氫化(hua)成其(qi)中(zhong)一(yi)種對(dui)映異構(gou)體。
銥(yi)可以形成(cheng)多種(zhong)配(pei)合物,在(zai)有(you)機發光二極管(guan)(OLED)當中起到作用。
銥(yi)(yi)-鋨合金(jin)曾被加入到(dao)鋼筆(bi)筆(bi)頭中。1834年開始,一些(xie)鋼筆(bi)生產商開始把銥(yi)(yi)安(an)裝在金(jin)筆(bi)頭上,這是銥(yi)(yi)的首個主要(yao)應用。自1944年起,著(zhu)名的派(pai)克51鋼筆(bi)就有(you)含(han)釕-銥(yi)(yi)合金(jin)的筆(bi)尖,合金(jin)中的銥(yi)(yi)含(han)量為3.8%。今天的鋼筆(bi)筆(bi)頭幾乎不再含(han)有(you)銥(yi)(yi),而是含(han)其他的金(jin)屬,例如鎢。
銥(yi)-鉑(bo)合金曾(ceng)經用(yong)于加農炮的(de)(de)點火孔(kong)和(he)(he)排氣(qi)(qi)孔(kong)。根據(ju)1867年巴黎世界博覽會的(de)(de)一(yi)份報告(gao),莊信萬豐所展出的(de)(de)一(yi)份展品“曾(ceng)在(zai)一(yi)把魏(wei)渥(wo)斯步槍中經歷超過(guo)3000發,仍無(wu)損無(wu)耗。所有知道火炮排氣(qi)(qi)孔(kong)損耗所導(dao)致的(de)(de)麻煩和(he)(he)花費的(de)(de)人,都會非(fei)常(chang)欣賞這一(yi)重要(yao)的(de)(de)應(ying)用(yong)”。
“銥黑(hei)”是一種染料,它(ta)含有(you)(you)非(fei)常細致的(de)(de)銥粉末(mo)。銥黑(hei)可以(yi)把(ba)瓷器染成很深的(de)(de)黑(hei)色(se)(se)。有(you)(you)19世紀(ji)的(de)(de)文獻稱(cheng)“所有(you)(you)其他的(de)(de)黑(hei)色(se)(se)瓷器染料與它(ta)一比(bi)較,都(dou)變成了(le)灰色(se)(se)”。
成(cheng)塊的(de)(de)(de)銥金屬沒有生物用途(tu)亦(yi)無(wu)害(hai),因為(wei)它不(bu)與(yu)生物組(zu)織反應。和大(da)部(bu)份金屬一(yi)樣,銥的(de)(de)(de)金屬細(xi)粉具有危險性(xing)。這樣的(de)(de)(de)粉末會刺激組(zu)織,且容易在(zai)空氣中(zhong)燃燒。由于銥化合(he)物的(de)(de)(de)處理(li)量(liang)一(yi)般都很(hen)低,所以(yi)(yi)人們對其毒性(xing)所知甚(shen)少。不(bu)過銥的(de)(de)(de)可溶(rong)鹽,如各種(zhong)鹵化銥,則含有毒性(xing)。大(da)部(bu)份銥化合(he)物都不(bu)可溶(rong),所以(yi)(yi)很(hen)難被人體吸收。
192Ir同位素(su)和(he)其(qi)他放(fang)射(she)(she)性同位素(su)一(yi)樣(yang)是危險(xian)的(de)(de)(de)。192Ir所放(fang)出(chu)的(de)(de)(de)高能伽馬(ma)射(she)(she)線會(hui)(hui)提(ti)高患癌癥的(de)(de)(de)可能性。外(wai)照射(she)(she)可導致(zhi)燒(shao)傷、輻射(she)(she)中(zhong)毒甚(shen)至死亡。攝入(ru)192Ir可導致(zhi)腸(chang)胃內膜燒(shao)傷。進入(ru)體內的(de)(de)(de)192Ir、192mIr和(he)194Ir主要(yao)會(hui)(hui)積累(lei)在肝臟中(zhong),所放(fang)出(chu)的(de)(de)(de)伽馬(ma)射(she)(she)線和(he)β輻射(she)(she)會(hui)(hui)對(dui)身體造成損害。