CAS號:7439-88-5
EINECS號(hao):231-095-9
原子量:192.22
元素(su)類(lei)型:過渡金屬
體積彈性模(mo)量:320GPa
原(yuan)子化焓:628kJ/mol
熱容:25.10J /(mol· K)
導(dao)熱系數(shu):147W/(m·K)
導電性:0.197×106/(cm ·Ω)
熔化熱:26.10kJ/mol
汽(qi)化熱:604.0kJ/mol
原子體積:8.54cm3/mol
密度:22.56g/cm3
元(yuan)素(su)在宇宙中的含(han)量(liang):0.002ppm
元素在太陽中(zhong)的含量:0.002ppm
地殼(ke)中含(han)量(liang):0.000003ppm
氧化態:主要:+3,+4其他(ta):0,+1,+2,+5,+6
晶(jing)體(ti)結構:晶(jing)胞為(wei)面心立方晶(jing)胞,每個(ge)晶(jing)胞含(han)有4個(ge)金(jin)屬原子。
晶胞(bao)參數:a=383.9 pm;b = 383.9 pm;c = 383.9 pm;α = 90°;β = 90°;γ = 90°
莫氏硬度(du):6.5
聲音在其(qi)中的傳播速(su)率:4825m/s
發現人:臺奈特(Tennant)
發現年代:1803年
銥是(shi)一種化(hua)學元素,化(hua)學符號是(shi)Ir,原子序數77。
銥(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)性(xing)質很穩定。是最耐腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)金屬,銥(yi)(yi)對酸的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)穩定性(xing)極(ji)高,不溶于(yu)酸,只(zhi)有海綿狀的(de)(de)(de)(de)(de)銥(yi)(yi)才會緩慢地(di)溶于(yu)熱王(wang)水(shui)中(zhong),如果是致(zhi)密狀態的(de)(de)(de)(de)(de)銥(yi)(yi),即使是沸(fei)騰(teng)的(de)(de)(de)(de)(de)王(wang)水(shui),也不能(neng)腐(fu)蝕;但(dan)是,在高溫加壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)密閉反應釜中(zhong),銥(yi)(yi)在250°C以上的(de)(de)(de)(de)(de)王(wang)水(shui)中(zhong)受到(dao)明顯(xian)腐(fu)蝕;由20份濃(nong)鹽酸與1份濃(nong)硝酸配置的(de)(de)(de)(de)(de)混酸,在相(xiang)同溫度與壓(ya)力下(xia),對銥(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕性(xing)是王(wang)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)20倍左右,因(yin)此在化(hua)學(xue)分析中(zhong)常用來(lai)做消解金屬銥(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)劑(ji)。
銥在350°C的(de)熔融氫氧化鈉(na)中(未通入(ru)空(kong)氣(qi))極其耐腐(fu)蝕,腐(fu)蝕率小于0.005mm/年(約3.5mdd),但400°C以(yi)上的(de)熔融氫氧化鈉(na)對(dui)銥的(de)腐(fu)蝕很(hen)嚴重;熔融的(de)氫氧化鉀也可以(yi)強(qiang)烈腐(fu)蝕銥。?
在室(shi)溫中,致密的金屬銥,對干燥的氟(fu)氣(qi),以及干燥或者(zhe)潮濕的氯,溴,碘(dian),都具有極好的耐腐蝕性。沒有可(ke)見腐蝕。
一般(ban)的(de)腐蝕劑都不能(neng)腐蝕銥(yi)。有形成配位化(hua)合物得強烈傾向(xiang)。
元素來源:在地(di)殼中含(han)量僅(jin)有(you)9×10-9%。主要存(cun)在于鋨銥礦(kuang)中。可(ke)用鋅與在提(ti)煉(lian)鉑時所得得鋨銥合金中分離制得。
元素用途:很多高(gao)熔點氧(yang)化物單晶,是在(zai)純銥(yi)制(zhi)(zhi)成的(de)(de)坩堝中(zhong)(zhong)(zhong)進行生長(chang)的(de)(de),純銥(yi),鉑(bo)(bo)(bo)銥(yi)合(he)(he)(he)金(jin),銥(yi)銠(lao)合(he)(he)(he)金(jin)多用于制(zhi)(zhi)作(zuo)科(ke)學儀(yi)器、熱電(dian)偶、電(dian)阻線等。在(zai)鉑(bo)(bo)(bo)中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入銥(yi),可以(yi)提高(gao)鉑(bo)(bo)(bo)在(zai)水,酸,鹵素中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)抗腐蝕性(xing),以(yi)及(ji)500°C以(yi)下(xia)的(de)(de)機械強度,但(dan)隨著銥(yi)含量(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia),在(zai)900°C以(yi)上合(he)(he)(he)金(jin)在(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)氧(yang)化失(shi)重也(ye)增(zeng)加(jia)。含10%的(de)(de)銥(yi)和與(yu)90%的(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)的(de)(de)鉑(bo)(bo)(bo)銥(yi)合(he)(he)(he)金(jin),因膨脹系數(shu)極小,用來(lai)制(zhi)(zhi)造國際標準米尺(chi),世(shi)界上的(de)(de)千(qian)克(ke)原器也(ye)曾是由鉑(bo)(bo)(bo)銥(yi)合(he)(he)(he)金(jin)制(zhi)(zhi)作(zuo)的(de)(de)。
屬(shu)于(yu)周期表(biao)Ⅷ族(zu)過渡元(yuan)素(su)(su),元(yuan)素(su)(su)符(fu)號Ir,原子(zi)序數77,原子(zi)量192.22,面心立方晶(jing)格(ge),是一種稀(xi)有(you)的(de)貴金屬(shu)材料。
簡史1803年英國s.Tennant由分(fen)離鉑后(hou)的(de)(de)黑(hei)色殘渣中發現(xian)銥(yi)(yi);1813年進(jin)行(xing)了銥(yi)(yi)的(de)(de)第(di)一(yi)次熔化實驗;1860年帝俄造幣廠(chang)用(yong)約8kg原(yuan)生含銥(yi)(yi)材(cai)料(liao)和其他(ta)殘渣作原(yuan)料(liao)進(jin)行(xing)熔煉,得到(dao)一(yi)個1.805kg重(zhong)的(de)(de)銥(yi)(yi)錠。1881年霍蘭(J.Holland)以“熔化和鑄造銥(yi)(yi)的(de)(de)工藝”為題申請了美國專利。此后(hou),各國的(de)(de)冶金工作者們為解決銥(yi)(yi)的(de)(de)加工問題作了大量工作。
性(xing)能:(1)熔點2450℃,銥制(zhi)品(pin)使用溫(wen)(wen)度可達2100~2200℃;(2)彈(dan)性(xing)模(mo)量(liang)高(538.3GPa),泊(bo)松系數低(0.26),低溫(wen)(wen)塑(su)性(xing)很差;(3)是(shi)最耐(nai)腐蝕的(de)金屬,致(zhi)密態銥不溶(rong)于所有無機酸,也不被其他金屬熔體浸(jin)蝕,例(li)如(ru)熔化(hua)的(de)鉛(qian)、鋅、鎳、鐵、金等;能耐(nai)許多熔融試劑(ji)和高溫(wen)(wen)硅酸鹽的(de)浸(jin)蝕;(4)像其他鉑族金屬合(he)金一(yi)樣,銥合(he)金能牢固(gu)吸附有機物,可作(zuo)催化(hua)劑(ji)材料;(5)銥在空(kong)氣(qi)或氧氣(qi)中600℃以(yi)上生成IrO?,并在1100℃分解;在1227℃空(kong)氣(qi)中銥的(de)揮(hui)發量(liang)為鉑的(de)100倍。銥可采用高頻或中頻爐、電弧爐、電子束等熔煉。銥在1600℃以(yi)上具有好(hao)的(de)塑(su)性(xing),通常(chang)進行熱加工。
用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu):銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)高熔(rong)點、高穩定性(xing)使其在很多特(te)殊場合(he)具有(you)重要(yao)用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu),但(dan)銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)脆性(xing)和(he)高溫損(sun)耗在一(yi)定程度(du)上限制了(le)它的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)。銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)最早(zao)應用(yong)(yong)(yong)(yong)是作筆尖(jian)材(cai)料(liao),后(hou)來(lai)又提出了(le)注(zhu)射(she)針頭、天平(ping)刀刃(ren)、羅盤支架、電(dian)觸頭等(deng)方面的(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu)。銥(yi)(yi)(yi)坩堝(guo)可用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生長難熔(rong)氧(yang)化(hua)物晶體,該坩堝(guo)能(neng)在2100~2200℃工作幾千小(xiao)時,是重要(yao)的(de)(de)(de)貴(gui)金(jin)屬器(qi)皿材(cai)料(liao)。銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)高溫抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)和(he)熱電(dian)性(xing)能(neng)使銥(yi)(yi)(yi)/銥(yi)(yi)(yi)銠熱電(dian)偶成(cheng)為惟一(yi)能(neng)在大氣中測(ce)量達(da)2100℃高溫的(de)(de)(de)貴(gui)金(jin)屬測(ce)溫材(cai)料(liao);可用(yong)(yong)(yong)(yong)作放射(she)性(xing)熱源的(de)(de)(de)容器(qi)材(cai)料(liao);陽極氧(yang)化(hua)銥(yi)(yi)(yi)膜是一(yi)種(zhong)有(you)前途(tu)的(de)(de)(de)電(dian)顯色材(cai)料(liao)。Ir-192是γ射(she)線源,可用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)無(wu)損(sun)探傷(shang)和(he)放射(she)化(hua)學治療。同時,銥(yi)(yi)(yi)是一(yi)個很重要(yao)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)化(hua)元(yuan)素(su),一(yi)些(xie)銥(yi)(yi)(yi)合(he)金(jin)使用(yong)(yong)(yong)(yong)在某些(xie)關鍵部門;銥(yi)(yi)(yi)化(hua)合(he)物亦有(you)其特(te)有(you)用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu)。
銥的(de)發現與鉑(bo)(bo)(bo)以及其他(ta)鉑(bo)(bo)(bo)系元(yuan)(yuan)素息(xi)息(xi)相(xiang)關。古(gu)埃(ai)塞俄比(bi)亞人和南(nan)美洲各文化的(de)人自古(gu)便有使用自然產生(sheng)的(de)鉑(bo)(bo)(bo)金屬(shu),當中必定含有少量其他(ta)鉑(bo)(bo)(bo)系元(yuan)(yuan)素,這(zhe)也包括(kuo)銥。17世紀西班牙征服者在今天(tian)的(de)哥倫比(bi)亞喬科(ke)省發現了(le)鉑(bo)(bo)(bo),并(bing)(bing)將其帶到歐洲。然而直(zhi)到1748年,科(ke)學家才發現它并(bing)(bing)不(bu)是任何已知金屬(shu)的(de)合金,而是一種(zhong)全新的(de)元(yuan)(yuan)素。
當(dang)時研究鉑的化學家將它(ta)置于王水(鹽(yan)酸(suan)和(he)硝酸(suan)的混合物(wu))當(dang)中,從(cong)而產(chan)生可溶鹽(yan)。制成(cheng)的溶液每次都(dou)留下少(shao)量深色的不可溶殘(can)(can)留物(wu)。約瑟(se)夫·普(pu)魯斯(si)特曾以為這一(yi)(yi)殘(can)(can)留物(wu)是(shi)石墨。法國(guo)化學家維多·科萊-德科提爾(Victor Collet-Descotils)、福爾克拉伯爵(jue)安東萬(wan)·弗(fu)朗索(suo)瓦(wa)(Antoine Fran?ois, comte de Fourcroy)和(he)路易·尼古拉·沃克朗(Louis Nicolas Vauquelin)在1803年也同(tong)樣觀察到了(le)這一(yi)(yi)黑色殘(can)(can)留物(wu),但(dan)因(yin)量太少(shao)而沒有進(jin)行進(jin)一(yi)(yi)步實驗。
1803年,英國化學(xue)家史密森·特(te)南特(te)分析了(le)殘留(liu)物,并推斷其中必含新的(de)金屬(shu)元素。沃克朗把(ba)該粉末來回在酸堿中浸洗,取得了(le)一(yi)種揮發(fa)性氧化物。他認(ren)為(wei)這(zhe)是新元素的(de)氧化物,并把(ba)新元素命名(ming)為(wei)“ptene”,源于希臘(la)文的(de)“πτηνο?”(ptènos),即“有翼的(de)”。特(te)南特(te)則(ze)擁有更大量的(de)殘留(liu)物,并在不久后辨(bian)認(ren)出兩種新元素,也(ye)就是鋨(e)和(he)銥(yi)。在一(yi)連(lian)串(chuan)用到氫氧化鈉和(he)氫氯酸的(de)反應之(zhi)后,他制(zhi)成了(le)一(yi)種深(shen)紅(hong)色晶體(ti)(很可(ke)能是Na2[IrCl6]·nH2O)。銥(yi)的(de)許(xu)多鹽都有鮮艷的(de)顏(yan)色,所以特(te)南特(te)取希臘(la)神(shen)話中的(de)彩虹女(nv)神(shen)伊(yi)里斯(?ρι?,Iris)之(zhi)名(ming),把(ba)銥(yi)命名(ming)為(wei)“Iridium”。元素的(de)發(fa)現被記錄在1804年6月21日(ri)致皇家學(xue)院(yuan)的(de)一(yi)封信(xin)中。
1813年(nian),英國化(hua)學家約翰(han)·喬治·求爾德倫(John George Children)首次熔化(hua)銥(yi)(yi)金屬(shu)。1842年(nian),羅伯(bo)特·海爾(Robert Hare)首次取(qu)得高純(chun)(chun)度銥(yi)(yi)金屬(shu)。他量得的(de)銥(yi)(yi)密度為21.8 g/cm3,并發現(xian)這一金屬(shu)幾乎不可延展,且(qie)硬度極(ji)高。1860年(nian),亨(heng)利·愛丁(ding)·圣克萊爾·德維爾和(he)朱爾·亨(heng)利·德布雷(Jules Henri Debray)第一次大(da)量熔化(hua)銥(yi)(yi)。每公斤銥(yi)(yi)的(de)熔化(hua)過程需要超過300升的(de)純(chun)(chun)O2和(he)H2。
銥(yi)(yi)(yi)如此難熔化(hua)塑性,這(zhe)大大限制了它(ta)的(de)(de)(de)實際應用。約翰(han)·艾薩克·霍(huo)金(jin)斯(John Isaac Hawkins)在(zai)(zai)1834年(nian)發明了裝有(you)銥(yi)(yi)(yi)造筆(bi)尖的(de)(de)(de)金(jin)質鋼筆(bi)。1880年(nian),約翰(han)·霍(huo)蘭德(de)(de)(John Holland)和威廉·洛弗蘭德(de)(de)·達德(de)(de)利(li)(William Lofland Dudley)利(li)用磷大大簡(jian)化(hua)了銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)熔化(hua)過程,并在(zai)(zai)美(mei)國申請了專利(li)。英(ying)國莊信(xin)萬豐公(gong)司之后(hou)表(biao)示,他們早在(zai)(zai)1837年(nian)就(jiu)開(kai)始使(shi)用類似(si)的(de)(de)(de)方法熔解銥(yi)(yi)(yi),而且(qie)已在(zai)(zai)多個世界(jie)博覽會(hui)展出(chu)經熔融制成的(de)(de)(de)銥(yi)(yi)(yi)。奧托·佛(fo)斯納(Otto Feussner)在(zai)(zai)1993年(nian)第一次在(zai)(zai)熱電偶中使(shi)用銥(yi)(yi)(yi)-釕(liao)合金(jin)材(cai)(cai)料,使(shi)這(zhe)種新型器材(cai)(cai)能夠(gou)測量(liang)高(gao)達2000 °C的(de)(de)(de)溫度。
1957年,魯道夫·穆(mu)斯(si)(si)堡爾(er)在只含Ir的(de)(de)(de)固體金(jin)屬樣(yang)本中(zhong),發(fa)(fa)現(xian)原(yuan)子(zi)能夠進(jin)(jin)行無反沖的(de)(de)(de)γ射線共(gong)振發(fa)(fa)射及吸(xi)收。他所進(jin)(jin)行的(de)(de)(de)實驗(yan)是20世(shi)紀標志性的(de)(de)(de)物(wu)理(li)實驗(yan)之(zhi)一。此現(xian)象稱(cheng)為穆(mu)斯(si)(si)堡爾(er)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)(其他呈(cheng)現(xian)該效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)核也陸續被(bei)發(fa)(fa)現(xian),如Fe),是穆(mu)斯(si)(si)堡爾(er)譜學(xue)的(de)(de)(de)中(zhong)心原(yuan)理(li),在物(wu)理(li)學(xue)、化(hua)學(xue)、生物(wu)化(hua)學(xue)、冶金(jin)學(xue)和礦物(wu)學(xue)中(zhong)都有(you)重要的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用。論(lun)文發(fa)(fa)布的(de)(de)(de)僅(jin)僅(jin)3年之(zhi)后,即(ji)1961年,穆(mu)斯(si)(si)堡爾(er)就因這一發(fa)(fa)現(xian)獲得了諾貝爾(er)物(wu)理(li)學(xue)獎,時年32歲。
銥屬(shu)(shu)于鉑系金屬(shu)(shu),和鉑一(yi)樣(yang)呈白色(se),另帶少許(xu)黃色(se)。銥堅硬易(yi)碎,熔點也(ye)非常高,所以很難鑄(zhu)造和塑性。制造工序(xu)因此一(yi)般使用粉(fen)末(mo)冶金。銥是唯一(yi)一(yi)種(zhong)在(zai)1600 °C以上(shang)的(de)(de)空氣中(zhong)仍保持優良(liang)力學性質的(de)(de)金屬(shu)(shu)。其沸點極高,在(zai)所有元(yuan)素中(zhong)排第(di)10位。銥在(zai)0.14 K以下會呈現(xian)超導體性質。
銥的彈(dan)性模(mo)量(liang)在(zai)低(di)于鋨,為(wei)所(suo)有金屬(shu)中第二(er)高。其剪切模(mo)量(liang)很(hen)高,泊松(song)比很(hen)低(di),因此具有很(hen)高的剛度(du),使得銥的加(jia)工生產(chan)過程(cheng)非常困難(nan)。盡(jin)管生產(chan)不易,價格昂貴,但銥還是(shi)有多項應用,包括(kuo)在(zai)極端條件下加(jia)強機械的強度(du)。
銥的(de)密(mi)度(du)(du)在所有元(yuan)素中排(pai)第二位,僅比鋨稍低。由于(yu)密(mi)度(du)(du)值十(shi)分(fen)相近,測量(liang)(liang)也并(bing)不容易,所以這(zhe)兩個元(yuan)素到底(di)哪一(yi)個密(mi)度(du)(du)更高曾經并(bing)沒有定論。通過原子(zi)量(liang)(liang)來計算密(mi)度(du)(du)值,2013年的(de)結(jie)(jie)論是:銥的(de)密(mi)度(du)(du)是22.56g/cm3,鋨的(de)密(mi)度(du)(du)是22.59g/cm3,兩者差值僅為0.027g/cm3。但鋨的(de)原子(zi)量(liang)(liang)測量(liang)(liang)仍(reng)缺少大量(liang)(liang)實驗驗證,因此銥與鋨哪個密(mi)度(du)(du)更高至今還無法下結(jie)(jie)論。
銥是(shi)(shi)抗腐蝕性最(zui)強(qiang)的(de)(de)金屬之一(yi):它能夠在高溫下抵御幾乎所(suo)有酸、王水、熔融金屬,甚(shen)至(zhi)是(shi)(shi)硅酸鹽(yan)。但是(shi)(shi)某些熔融鹽(yan),如(ru)氰化(hua)鈉和(he)氰化(hua)鉀,以(yi)及氧氣和(he)鹵素單質(特別是(shi)(shi)氟氣)在高溫下還(huan)是(shi)(shi)可(ke)以(yi)侵蝕銥的(de)(de)。
銥(yi)化(hua)合物的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)態(tai)介乎?3和+6,最常見的有+3和+4。高氧(yang)(yang)(yang)化(hua)態(tai)的化(hua)合物比較罕(han)見,包(bao)括IrF6和兩種混合氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物Sr2MgIrO6及Sr2CaIrO6。2009年(nian),科學(xue)家(jia)利(li)用基質隔離方法(在(zai)6K的氬(ya)氣(qi)中)對過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)銥(yi)配合物進行紫外線照射(she),制成了四氧(yang)(yang)(yang)化(hua)銥(yi)(IrO4)。然而這一(yi)化(hua)合物預計在(zai)更高的溫(wen)度下(xia)無法穩定保(bao)持固體(ti)狀態(tai)。
各價態的離子及化合物舉(ju)例
-3 價 : [Ir(CO)3]3-
-1 價 : [Ir(CO)3(PPh3)]-
0 價(jia) : Ir4(CO)12
+1 價: Ir(CO)Cl(PPh3)2
+2 價: IrCl2
+3 價:IrCl3
+4 價: IrO2
+5 價(jia): Ir4F20
+6 價(jia): IrF6
二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(IrO2)為棕(zong)色粉末,是(shi)銥(yi)唯一(yi)一(yi)種(zhong)性質已經(jing)過充(chong)分研究的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物。三(san)(san)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)銥(yi)是(shi)一(yi)種(zhong)黑藍色粉末,在(zai)硝(xiao)酸中會(hui)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)成IrO2。其他(ta)已知的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物包括二(er)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)、二(er)硒化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)、三(san)(san)硫化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)銥(yi)和三(san)(san)硒化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)銥(yi)等,另外也有研究指出(chu)IrS3的(de)(de)存在(zai)。銥(yi)還可(ke)以(yi)形(xing)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)為+4和+5的(de)(de)銥(yi)酸,如K2IrO3和KIrO3。在(zai)高溫下(xia)使銥(yi)與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉀或超(chao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鉀反應(ying),就(jiu)可(ke)取得這些銥(yi)酸。
目(mu)前尚未發現化學式(shi)為(wei)IrxHy的(de)氫銥二(er)元化合物,但有些(xie)已知配合物包含(han)(han)IrH4?和IrH3?離子(zi),其中(zhong)銥的(de)氧化態分別為(wei)+1和+3。科學家(jia)認為(wei),Mg6Ir2H11當中(zhong)同時存在IrH??以(yi)及含(han)(han)18個電子(zi)的(de)IrH5?離子(zi)。
銥(yi)(yi)并不(bu)形(xing)成一鹵化(hua)物(wu)和二鹵化(hua)物(wu),而(er)是(shi)會(hui)與(yu)每一種鹵素形(xing)成對(dui)應的(de)三鹵化(hua)物(wu)IrX3。氧化(hua)態為+4或以(yi)上的(de)鹵化(hua)物(wu)只(zhi)有四氟(fu)化(hua)銥(yi)(yi)、五氟(fu)化(hua)銥(yi)(yi)和六(liu)氟(fu)化(hua)銥(yi)(yi)。六(liu)氟(fu)化(hua)銥(yi)(yi)(IrF6)是(shi)一種反應性很(hen)高的(de)揮發性黃色固體(ti),其分(fen)子結構呈八(ba)(ba)面(mian)體(ti)形(xing)。它在水中會(hui)分(fen)解,而(er)且銥(yi)(yi)黑(即金屬銥(yi)(yi)粉末)可將其還原成晶體(ti)狀的(de)四氟(fu)化(hua)銥(yi)(yi)(IrF4)。五氟(fu)化(hua)銥(yi)(yi)的(de)特性相(xiang)似,但(dan)它其實是(shi)一種四聚體(ti)Ir4F20,由四個角對(dui)角連接的(de)八(ba)(ba)面(mian)體(ti)所形(xing)成。
工業上最重要的銥(yi)(yi)化(hua)(hua)合物是(shi)六(liu)氯(lv)(lv)銥(yi)(yi)酸(suan)(H2IrCl6)及其銨鹽(yan)。銥(yi)(yi)的純(chun)化(hua)(hua)過程、大多數(shu)銥(yi)(yi)化(hua)(hua)合物的生(sheng)產初(chu)始步(bu)驟以及陽極涂層(ceng)的制(zhi)備(bei)過程都要用(yong)(yong)到這些化(hua)(hua)合物。IrCl2?離子(zi)呈棕黑色(se)(se),能夠輕易還(huan)原(yuan)成淺(qian)色(se)(se)的IrCl3?,且該反(fan)應(ying)可以逆轉。三氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(IrCl3)常被用(yong)(yong)作(zuo)其他Ir(III)化(hua)(hua)合物的制(zhi)備(bei)原(yuan)料。氯(lv)(lv)和銥(yi)(yi)粉(fen)末在650°C經氧化(hua)(hua)反(fan)應(ying)會形成無水三氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銥(yi)(yi),而Ir2O3溶于氫氯(lv)(lv)酸(suan)中則可制(zhi)成水合三氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)。另(ling)一種(zhong)類似的制(zhi)備(bei)原(yuan)料是(shi)六(liu)氯(lv)(lv)銥(yi)(yi)酸(suan)銨((NH4)3IrCl6)。三價銥(yi)(yi)配合物具抗磁性(xing),分(fen)子(zi)結構(gou)一般為(wei)八面體(ti)型。
銥(yi)(yi)的(de)有(you)(you)機化(hua)(hua)合(he)物(wu)含有(you)(you)銥(yi)(yi)﹣碳鍵(jian)(jian),其中(zhong)銥(yi)(yi)的(de)氧化(hua)(hua)態通常較低。比如,十(shi)二羰基(ji)四(si)銥(yi)(yi)(Ir4(CO)12)是最(zui)常見兼最(zui)穩(wen)定的(de)金屬羰基(ji)配合(he)物(wu),當中(zhong)的(de)銥(yi)(yi)就處于0氧化(hua)(hua)態。十(shi)二羰基(ji)四(si)銥(yi)(yi)中(zhong)的(de)每一個銥(yi)(yi)原子(zi)(zi)都(dou)與(yu)另外三個鍵(jian)(jian)合(he),形(xing)成四(si)面體原子(zi)(zi)簇。一些(xie)重要的(de)Ir(I)有(you)(you)機化(hua)(hua)合(he)物(wu)都(dou)是以(yi)發現者命名的(de)。這包括沃什卡配合(he)物(wu)(IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),它會與(yu)O2氧分子(zi)(zi)鍵(jian)(jian)合(he),這種特(te)性十(shi)分特(te)殊(shu)。克拉布(bu)特(te)利催(cui)化(hua)(hua)劑(Crabtree's catalyst)是一種用(yong)于氫化(hua)(hua)反應的(de)均相催(cui)化(hua)(hua)劑。這些(xie)化(hua)(hua)合(he)物(wu)都(dou)屬于平(ping)面正方形(xing)d配合(he)物(wu),共有(you)(you)16個價電(dian)子(zi)(zi),因(yin)此(ci)反應性很(hen)高。
銥有(you)兩種自然(ran)穩(wen)定(ding)同(tong)位(wei)(wei)素:191Ir和(he)193Ir,豐(feng)度分別(bie)為(wei)37.3%和(he)62.7%。已人工合成的(de)(de)放(fang)(fang)射性同(tong)位(wei)(wei)素共有(you)34種,質量(liang)數從164至199不(bu)等。192Ir夾在兩個穩(wen)定(ding)同(tong)位(wei)(wei)素之間,也(ye)是最穩(wen)定(ding)的(de)(de)放(fang)(fang)射性同(tong)位(wei)(wei)素,半(ban)衰期為(wei)73.827天。這一(yi)同(tong)位(wei)(wei)素在近距(ju)離治(zhi)療(liao)和(he)工業射線照相技術中(zhong)具有(you)用途,特(te)別(bie)是在天然(ran)氣(qi)工業中(zhong)用于(yu)無損檢測(ce)鋼鐵(tie)的(de)(de)焊接處。銥-192曾造成多宗輻射意外(wai)。另(ling)外(wai)有(you)三個同(tong)位(wei)(wei)素的(de)(de)半(ban)衰期在一(yi)天以上:188Ir、189Ir和(he)190Ir。質量(liang)數低于(yu)191的(de)(de)同(tong)位(wei)(wei)素會(hui)同(tong)時進(jin)行(xing)β衰變、α衰變以及質子(zi)發(fa)(fa)射,但有(you)兩者(zhe)除外(wai):189Ir進(jin)行(xing)電子(zi)捕(bu)獲,而190Ir進(jin)行(xing)正電子(zi)發(fa)(fa)射。質量(liang)數高(gao)于(yu)191的(de)(de)同(tong)位(wei)(wei)素則進(jin)行(xing)β衰變,其中(zhong)192Ir會(hui)少量(liang)進(jin)行(xing)電子(zi)捕(bu)獲。所有(you)銥同(tong)位(wei)(wei)素都是在1934至2001年(nian)間發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de),其中(zhong)最新發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)是171Ir。
銥共有(you)(you)32種已(yi)知同核(he)(he)異構(gou)體(ti),質量(liang)數介乎164到197。最穩(wen)定(ding)的(de)同核(he)(he)異構(gou)體(ti)是192m2Ir,它(ta)會經同核(he)(he)異能躍遷,半衰(shuai)期(qi)為241年(nian),因此比(bi)所(suo)有(you)(you)處(chu)于基態的(de)放射性同位(wei)素都要(yao)穩(wen)定(ding)。最不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)異構(gou)體(ti)是190m3Ir,其半衰(shuai)期(qi)只有(you)(you)2微秒(miao)。191Ir是所(suo)有(you)(you)元(yuan)素中首個被證(zheng)實呈現(xian)穆(mu)斯(si)堡(bao)爾效應(ying)的(de)同位(wei)素。該(gai)同位(wei)素應(ying)用在穆(mu)斯(si)堡(bao)爾光(guang)譜分(fen)析中,在物理(li)學、化(hua)學、生物化(hua)學、冶金學和(he)礦物學等(deng)領域都有(you)(you)用到。
銥(yi)屬鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)素(su)。鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)素(su)幾乎完全成單質狀態存在(zai),高度(du)分(fen)(fen)散(san)在(zai)各種礦(kuang)石(shi)中,例如原鉑(bo)礦(kuang)、硫化(hua)鎳銅礦(kuang)、磁鐵(tie)礦(kuang)等。鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)素(su)幾乎無例外地共(gong)同(tong)存在(zai),形(xing)成天然合金。在(zai)含鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)素(su)礦(kuang)石(shi)中,通常以鉑(bo)為主要成分(fen)(fen),而其余鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)素(su)則因含量較小,必須經過化(hua)學(xue)分(fen)(fen)析才能被發(fa)現。由于鋨(e)、銥(yi)、鈀(ba)、銠和(he)釕都(dou)與鉑(bo)共(gong)同(tong)組(zu)成礦(kuang)石(shi),因此它(ta)們都(dou)是從鉑(bo)礦(kuang)提取鉑(bo)后的(de)殘渣中發(fa)現的(de)。
鉑系元素(su)化(hua)學性質穩定。它們中(zhong)除鉑和鈀(ba)外(wai),不(bu)但(dan)不(bu)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)(yu)普通的酸,而且不(bu)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)(yu)王水(shui)(shui)(shui)。鉑很易溶(rong)(rong)于(yu)(yu)(yu)王水(shui)(shui)(shui),鈀(ba)還(huan)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)(yu)熱硝酸中(zhong)。所(suo)有鉑系元素(su)都有強烈形(xing)成配位化(hua)合(he)物(wu)的傾向。1803年(nian),法(fa)國化(hua)學家科勒(le)德士(shi)戈蒂(di)等人研究了鉑系礦石溶(rong)(rong)于(yu)(yu)(yu)王水(shui)(shui)(shui)后的渣(zha)子。他們宣布(bu)殘渣(zha)中(zhong)有兩種不(bu)同于(yu)(yu)(yu)鉑的新金(jin)屬存(cun)在,它們不(bu)溶(rong)(rong)于(yu)(yu)(yu)王水(shui)(shui)(shui)。1804年(nian),泰(tai)納爾發現并命名了它們。其中(zhong)一(yi)個命名為irdium(銥(yi)),元素(su)符號定為Ir。這一(yi)詞GD來自希(xi)臘文iris,原意是(shi)“虹”。這可能(neng)是(shi)由于(yu)(yu)(yu)二(er)氧化(hua)銥(yi)的水(shui)(shui)(shui)合(he)物(wu)IrO2·2H2O傳或Ir(OH)4,從溶(rong)(rong)液中(zhong)析(xi)出沉淀(dian)時,顏色或青、或紫、或深藍、或黑,GA隨著沉淀(dian)的情況而改變。
銥(yi)金(jin)(jin)(jin):是稀(xi)有貴重金(jin)(jin)(jin)屬,是鉑(bo)和(he)(he)(he)(he)銥(yi)的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin),稀(xi)有程(cheng)度在(zai)(zai)鉑(bo)金(jin)(jin)(jin)之上(shang)。其熔點、強(qiang)度和(he)(he)(he)(he)硬(ying)度都很高。顏色為銀白(bai)色,具(ju)強(qiang)金(jin)(jin)(jin)屬光澤,硬(ying)度7。相對密度22.40,性脆但在(zai)(zai)高溫下可壓成箔片或拉成細絲,熔點高,達2454℃。化學(xue)性質(zhi)非常穩(wen)定,不(bu)溶于王(wang)水。主要用(yong)于制(zhi)造科學(xue)儀器(qi)、熱電偶(ou)、電阻(zu)綾(ling)等。高硬(ying)度的(de)(de)鐵銥(yi)和(he)(he)(he)(he)銥(yi)鉑(bo)合(he)金(jin)(jin)(jin),常用(yong)來(lai)制(zhi)造筆尖和(he)(he)(he)(he)鉑(bo)金(jin)(jin)(jin)首飾。由于其極高的(de)(de)熔點和(he)(he)(he)(he)超強(qiang)的(de)(de)抗腐蝕性,銥(yi)在(zai)(zai)高水平技(ji)術(shu)領域(yu)中得(de)到廣泛(fan)的(de)(de)使用(yong),如航天技(ji)術(shu),制(zhi)藥和(he)(he)(he)(he)汽車行業。
銥(yi)絲:呈(cheng)細絲狀金屬銥(yi)加工材(cai)料。銥(yi)絲的(de)電(dian)阻系數(shu)為6.03×10-2Ωmm2/m,抗(kang)拉強度(du)1493MPa,伸長率(lv)10%~20%。用粉(fen)末冶(ye)金法和(he)(he)熔鑄-壓(ya)力加工法均可(ke)生產出(chu)Ф0.15mm細絲。銥(yi)絲用作高溫抗(kang)氧(yang)化熱電(dian)偶材(cai)料和(he)(he)燈絲材(cai)料。Ir-W熱電(dian)偶E(2200℃)=44.19mV,在1000~2000℃范圍內,熱電(dian)勢與溫度(du)的(de)關系幾乎成(cheng)直(zhi)線,但只能在中性(xing)氣氛或真(zhen)空中使用。
銥(yi)合(he)金(jin)(jin)(jin):以(yi)銥(yi)為基加入其他元素組成的合(he)金(jin)(jin)(jin)。常(chang)用(yong)的銥(yi)合(he)金(jin)(jin)(jin)有Ir-40Rh、Ir-70Rh、Ir-20Ru、Ir-10Ru等合(he)金(jin)(jin)(jin)。其主(zhu)(zhu)要(yao)特(te)點(dian)是熱(re)電性能良好、高(gao)(gao)溫抗(kang)氧化(hua)、耐腐蝕。Ir-Ru系合(he)金(jin)(jin)(jin)硬而脆難于加工(gong)。銥(yi)合(he)金(jin)(jin)(jin)主(zhu)(zhu)要(yao)用(yong)作高(gao)(gao)溫抗(kang)氧化(hua)熱(re)電偶(ou)及電接觸材料,用(yong)Ir-Rh做熱(re)電偶(ou)使(shi)用(yong)溫度可(ke)高(gao)(gao)達2000℃以(yi)上。
銥(yi)銠合(he)金:是銥(yi)和(he)(he)(he)銠的(de)二(er)元合(he)金,在高溫(wen)下為連續固溶體(ti),有IrRh10、IrRh40、IrRh50和(he)(he)(he)IrRh-70等合(he)金。Ir-Rh40合(he)金的(de)鑄態維氏硬度1736MPa,IrPh70的(de)為1422MPa。合(he)金的(de)高溫(wen)抗氧(yang)化能力(li)比純銥(yi)強,在2000℃時(shi)IrRh60氧(yang)化失(shi)(shi)重約(yue)5%。而(er)純銥(yi)失(shi)(shi)重高達(da)27%。用(yong)高頻爐氬氣保護熔煉,鑄錠(ding)經熱軋和(he)(he)(he)適量(liang)的(de)冷加(jia)工(gong)成(cheng)材。主要用(yong)作高溫(wen)抗氧(yang)化熱電偶,使(shi)用(yong)溫(wen)度可達(da)2000℃以(yi)上,有IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以(yi)及IrRh50-IrRu10等,后(hou)者熱電勢最高,在2000℃時(shi)可達(da)17.18mV。
發(fa)現的(de)(de)鉑(bo)族(zu)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)和(he)含鉑(bo)族(zu)元素(su)的(de)(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)已超過80種(zhong),加上變種(zhong)和(he)未定名礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)已達200個。在自然界中,鉑(bo)族(zu)金屬主國呈(cheng)(cheng)自然元素(su)、自然合金、銻化(hua)物(wu)(wu)、硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)、硫(liu)砷化(hua)物(wu)(wu)和(he)鉍碲化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)單獨礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)存在,部分呈(cheng)(cheng)類(lei)質同像存在于硫(liu)化(hua)物(wu)(wu),如黃(huang)銅礦(kuang)(kuang)(kuang)、鎳(nie)黃(huang)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)、紫硫(liu)鎳(nie)(鐵)礦(kuang)(kuang)(kuang)等(deng)中。
銥(yi)是地(di)球(qiu)(qiu)地(di)殼(ke)中(zhong)最稀有的(de)元素之一(yi),平(ping)均質量(liang)比例只有百(bai)萬分之0.001。金的(de)豐度(du)(du)是它(ta)的(de)40倍(bei),鉑是它(ta)的(de)10倍(bei),而銀(yin)和汞都(dou)是它(ta)的(de)80倍(bei)。相比之下(xia),銥(yi)在隕石里的(de)含(han)量(liang)則高很多,一(yi)般在百(bai)萬分之0.5以(yi)上。科學(xue)家相信,銥(yi)在整(zheng)個地(di)球(qiu)(qiu)的(de)含(han)量(liang)比在地(di)殼(ke)中(zhong)的(de)含(han)量(liang)高很多,但由于它(ta)密度(du)(du)高,而且具親(qin)鐵性,所(suo)以(yi)在地(di)球(qiu)(qiu)仍處于熔融狀(zhuang)態時,就(jiu)已沉到地(di)球(qiu)(qiu)的(de)內核了。
銥(yi)在自(zi)然(ran)中(zhong)(zhong)以(yi)純金(jin)(jin)(jin)屬或(huo)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的形態出現,尤其(qi)是(shi)各(ge)種比例的銥(yi)﹣鋨合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。鎳和銅礦藏中(zhong)(zhong)含有鉑系金(jin)(jin)(jin)屬的硫化(hua)物(wu)(如(Pt,Pd)S)、碲化(hua)物(wu)(如PtBiTe)、銻化(hua)物(wu)(PdSb)和砷化(hua)物(wu)(如PtAs2)。這(zhe)些化(hua)合(he)(he)物(wu)中(zhong)(zhong)的鉑會被少量(liang)的銥(yi)和鋨元素(su)取代。與其(qi)他鉑系元素(su)一樣,銥(yi)可以(yi)形成(cheng)自(zi)然(ran)鎳合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)及銅合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。
地殼中(zhong)有三種地質(zhi)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)銥含(han)量最高:火成(cheng)巖、撞擊坑以及(ji)前二者演化而成(cheng)的(de)(de)(de)(de)地質(zhi)結(jie)構(gou)。最大的(de)(de)(de)(de)已知礦(kuang)(kuang)藏(zang)有南(nan)非的(de)(de)(de)(de)布(bu)什維爾德(de)火成(cheng)雜巖體、俄羅(luo)斯的(de)(de)(de)(de)諾里爾斯克(ke)及(ji)加拿大的(de)(de)(de)(de)索德(de)柏立盆地等。美(mei)國有較小(xiao)的(de)(de)(de)(de)鋨礦(kuang)(kuang)藏(zang)。銥也出現在次生礦(kuang)(kuang)藏(zang)中(zhong),與沖積(ji)層礦(kuang)(kuang)藏(zang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉑以及(ji)其他(ta)鉑系(xi)元素(su)結(jie)合。前哥倫(lun)布(bu)時(shi)期哥倫(lun)比亞喬科省居民所用的(de)(de)(de)(de)沖積(ji)層礦(kuang)(kuang)藏(zang)至今仍是(shi)鉑系(xi)元素(su)的(de)(de)(de)(de)一(yi)大來源。截至2003年,并(bing)沒有數據記(ji)錄全球(qiu)銥儲(chu)藏(zang)量。
白堊紀﹣第三紀界線
6600萬年前形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)K-E界線記錄(lu)了從白堊紀到古(gu)近紀的(de)(de)(de)(de)(de)轉折(zhe)點(dian),此(ci)地(di)層的(de)(de)(de)(de)(de)黏土的(de)(de)(de)(de)(de)銥含量異常高(gao)。路(lu)易斯·阿爾瓦雷(lei)(lei)(lei)茨(ci)為(wei)(wei)首(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)研究團隊在(zai)1980年提出(chu)假說,指這一地(di)層中的(de)(de)(de)(de)(de)銥是小行星或彗星撞擊(ji)地(di)球時(shi)帶(dai)(dai)來的(de)(de)(de)(de)(de)。這一理論稱為(wei)(wei)阿爾瓦雷(lei)(lei)(lei)茨(ci)假說,目前被公認為(wei)(wei)恐龍滅絕的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)佳解釋(shi)。后來人們在(zai)中美洲尤(you)卡(ka)坦半島(dao)地(di)底發現了約(yue)6600萬年前形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)大型撞擊(ji)坑(keng)(keng),即希克蘇魯伯隕石(shi)坑(keng)(keng),這很可能就是阿爾瓦雷(lei)(lei)(lei)茨(ci)假說中那顆隕石(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊(ji)地(di)點(dian)。杜威·麥克林(Dewey M. McLean)等人則認為(wei)(wei)是火(huo)山(shan)活(huo)動把銥帶(dai)(dai)到地(di)球表面的(de)(de)(de)(de)(de),因為(wei)(wei)地(di)球深處存在(zai)更多的(de)(de)(de)(de)(de)銥元素,而且許多火(huo)山(shan)至今仍在(zai)放出(chu)銥,如留尼汪島(dao)上的(de)(de)(de)(de)(de)富爾奈斯火(huo)山(shan)。
金(jin)(jin)屬的(de)提(ti)取(qu)(qu):砂(sha)鉑(bo)礦(kuang)或(huo)含鉑(bo)族(zu)(zu)(zu)金(jin)(jin)屬的(de)砂(sha)金(jin)(jin)礦(kuang)用重選法富集可得(de)精礦(kuang),鉑(bo)或(huo)鋨、銥的(de)含量能(neng)達70-90%,可直接精煉。50年代以來鉑(bo)族(zu)(zu)(zu)金(jin)(jin)屬主(zhu)要從銅鎳(nie)硫(liu)化物共(gong)生礦(kuang)中(zhong)提(ti)取(qu)(qu),小部分從煉銅副產品中(zhong)提(ti)取(qu)(qu)。鉑(bo)族(zu)(zu)(zu)含量高的(de)冰鎳(nie),在氧(yang)壓下硫(liu)酸(suan)浸出(chu),或(huo)氯化冶金(jin)(jin)分離(li)其他金(jin)(jin)屬后(hou)獲得(de)鉑(bo)族(zu)(zu)(zu)精礦(kuang)。鉑(bo)族(zu)(zu)(zu)精礦(kuang)經過直接溶解、分離(li)、提(ti)純,或(huo)先將鋨、釕氧(yang)化揮發(fa)他離(li)后(hou),再分離(li)、提(ti)純其他鉑(bo)族(zu)(zu)(zu)金(jin)(jin)屬。
鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)再(zai)(zai)生:鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)稀(xi)有而貴(gui)重(zhong),歷來重(zhong)視回收。廢催化(hua)(hua)(hua)劑、廢電器元件、含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)殘破(po)器皿、廢電鍍(du)液(ye)、珠寶裝飾品廠的(de)廢料(liao)等都可從中(zhong)(zhong)回收鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)。鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)的(de)分(fen)(fen)離和提(ti)純:鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)的(de)提(ti)取和精(jing)(jing)制(zhi)流(liu)程因原料(liao)成分(fen)(fen)、含(han)量的(de)不(bu)(bu)同而異(yi)。將(jiang)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)精(jing)(jing)礦或含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)屬(shu)的(de)陽極泥用(yong)(yong)王(wang)(wang)水(shui)溶(rong)(rong)解(jie)(jie),鈀(ba)、鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)、金(jin)均進入(ru)溶(rong)(rong)液(ye)。用(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)處理以破(po)壞(huai)亞硝酰化(hua)(hua)(hua)合物,然后加(jia)硫酸(suan)亞鐵沉淀出(chu)(chu)金(jin)。加(jia)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an)(an),鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)呈氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)酸(suan)銨(an)(an)沉淀出(chu)(chu),煅燒氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)酸(suan)銨(an)(an)可得(de)(de)含(han)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)99.5%以上的(de)海(hai)綿(mian)(mian)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)。分(fen)(fen)離鉑(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)后的(de)濾(lv)液(ye),加(jia)入(ru)過(guo)量的(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銨(an)(an),再(zai)(zai)用(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)酸(suan)化(hua)(hua)(hua),沉淀出(chu)(chu)二氯(lv)二氨配(pei)亞鈀(ba)形式(shi)的(de)鈀(ba),再(zai)(zai)在(zai)氫(qing)氣中(zhong)(zhong)加(jia)熱煅燒可得(de)(de)純度(du)達99.7%以上的(de)海(hai)綿(mian)(mian)鈀(ba)。經(jing)王(wang)(wang)水(shui)處理后的(de)不(bu)(bu)溶(rong)(rong)物與碳(tan)酸(suan)鈉、硼砂、密(mi)陀(tuo)僧(seng)和焦炭共熔,得(de)(de)貴(gui)鉛(qian)。用(yong)(yong)灰(hui)吹法除(chu)去(qu)大部分(fen)(fen)鉛(qian),再(zai)(zai)用(yong)(yong)硝酸(suan)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)銀,殘留的(de)鉛(qian)、銠、銥(yi)、鋨、釕富集于殘渣中(zhong)(zhong)。將(jiang)此殘渣與硫酸(suan)氫(qing)鈉熔融(rong),銠轉化(hua)(hua)(hua)為可溶(rong)(rong)性的(de)硫酸(suan)鹽(yan),用(yong)(yong)水(shui)浸出(chu)(chu),加(jia)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉沉出(chu)(chu)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銠,再(zai)(zai)用(yong)(yong)鹽(yan)酸(suan)溶(rong)(rong)解(jie)(jie),得(de)(de)氯(lv)銠酸(suan)。溶(rong)(rong)液(ye)提(ti)純后,加(jia)入(ru)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an)(an),濃縮(suo)、結晶(jing)出(chu)(chu)氯(lv)銠酸(suan)銨(an)(an)。在(zai)氫(qing)氣中(zhong)(zhong)煅燒,可得(de)(de)海(hai)綿(mian)(mian)銠。在(zai)硫酸(suan)氫(qing)鈉熔融(rong)時(shi),銥(yi)、鋨、釕不(bu)(bu)反應(ying),仍留于水(shui)浸殘渣中(zhong)(zhong)。將(jiang)殘渣與過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉和苛性鈉一起熔融(rong),用(yong)(yong)水(shui)浸出(chu)(chu);向浸出(chu)(chu)液(ye)中(zhong)(zhong)通入(ru)氯(lv)氣并(bing)蒸餾(liu),釕和鋨以氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物形式(shi)蒸出(chu)(chu)。
用(yong)乙醇-鹽(yan)(yan)酸(suan)溶液(ye)(ye)吸(xi)(xi)收(shou),將吸(xi)(xi)收(shou)液(ye)(ye)再加(jia)(jia)(jia)熱蒸餾(liu),并(bing)用(yong)堿液(ye)(ye)吸(xi)(xi)收(shou)得(de)鋨(e)(e)酸(suan)鈉。在吸(xi)(xi)收(shou)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)加(jia)(jia)(jia)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銨(an),則鋨(e)(e)以銨(an)鹽(yan)(yan)形式沉淀(dian),在氫(qing)氣中(zhong)(zhong)煅(duan)(duan)(duan)燒,可(ke)(ke)得(de)鋨(e)(e)粉(fen)。在蒸出(chu)鋨(e)(e)的(de)殘液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)加(jia)(jia)(jia)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銨(an),可(ke)(ke)得(de)釕的(de)銨(an)鹽(yan)(yan),再在氫(qing)氣中(zhong)(zhong)煅(duan)(duan)(duan)燒,可(ke)(ke)得(de)釕粉(fen)。浸出(chu)釕和鋨(e)(e)后(hou)的(de)殘渣(zha)主要(yao)為氧(yang)化(hua)(hua)銥(yi),用(yong)王水溶解,加(jia)(jia)(jia)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銨(an)沉出(chu)粗氯(lv)(lv)銥(yi)酸(suan)銨(an),經精制,在氫(qing)氣中(zhong)(zhong)煅(duan)(duan)(duan)燒,可(ke)(ke)得(de)銥(yi)粉(fen)。將鉑(bo)族金(jin)屬粉(fen)末用(yong)粉(fen)末冶金(jin)法(fa)或通(tong)過高頻感應電(dian)爐熔化(hua)(hua)可(ke)(ke)制得(de)金(jin)屬錠。4.制取高純(chun)鉑(bo)族金(jin)屬:一般將金(jin)屬溶解后(hou),經反復(fu)提純(chun),精制方法(fa)有載體氧(yang)化(hua)(hua)水解、離子交換(huan)、溶劑萃(cui)取和重復(fu)沉淀(dian)等,然后(hou)再以銨(an)鹽(yan)(yan)沉出(chu),經煅(duan)(duan)(duan)燒可(ke)(ke)得(de)相(xiang)應的(de)高純(chun)金(jin)屬。
銥的(de)(de)(de)需(xu)求量(liang)從2009年(nian)的(de)(de)(de)2.5噸升至2010年(nian)的(de)(de)(de)10.4噸。這(zhe)主要(yao)是因為電(dian)(dian)子(zi)相關應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)需(xu)求量(liang)從0.2噸升至6噸:銥制(zhi)坩(gan)(gan)堝被廣泛用(yong)于(yu)大型(xing)高質量(liang)單個(ge)晶(jing)體的(de)(de)(de)生產,而這(zhe)些晶(jing)體的(de)(de)(de)需(xu)求在(zai)這(zhe)段(duan)時間大大提高。銥的(de)(de)(de)消耗量(liang)預期(qi)將因為積(ji)累的(de)(de)(de)坩(gan)(gan)堝庫(ku)存而飽和,這(zhe)在(zai)2000年(nian)代(dai)也曾(ceng)經發生過。其他(ta)重要(yao)應(ying)用(yong)還包(bao)括火(huo)花塞(2007年(nian)消耗0.78噸)、氯堿法所用(yong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(同年(nian)消耗1.1噸)以及化(hua)學(xue)催化(hua)劑(同年(nian)消耗0.75噸)。
銥(yi)的應用大部份運用其高熔點、高硬度(du)和(he)抗(kang)腐蝕性質。銥(yi)金屬以(yi)及(ji)銥(yi)﹣鉑合(he)金和(he)鋨(e)﹣銥(yi)合(he)金的耗(hao)損(sun)很低,可用來(lai)制造多孔噴(pen)(pen)絲板(ban)。噴(pen)(pen)絲板(ban)用于(yu)把塑料聚合(he)物擠(ji)壓(ya)成(cheng)纖維,例如人造絲。鋨(e)﹣銥(yi)合(he)金也可以(yi)用于(yu)指南針軸承(cheng)和(he)計重秤。
銥(yi)(yi)的(de)(de)耐(nai)腐蝕、耐(nai)高溫性(xing)質很強(qiang),所以非常適(shi)合作為合金(jin)(jin)(jin)添加(jia)物。飛機引(yin)擎中(zhong)的(de)(de)一些長期(qi)使用部件是由(you)銥(yi)(yi)合金(jin)(jin)(jin)組成的(de)(de),銥(yi)(yi)-鈦合金(jin)(jin)(jin)也被用作水底(di)管道材料。加(jia)入銥(yi)(yi)可(ke)提升鉑合金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)硬度。純(chun)鉑的(de)(de)維氏硬度為56HV,而含50%銥(yi)(yi)的(de)(de)鉑合金(jin)(jin)(jin)硬度可(ke)超過500 HV。
銥(yi)也常被(bei)用(yong)于須(xu)承受高溫的(de)儀器當中。比(bi)如,柴可拉斯基法使用(yong)銥(yi)制(zhi)高溫坩堝,產生單個氧化物晶體,如藍寶石、釓(ga)鎵石榴(liu)石和釔(yi)鋁石榴(liu)石等。這(zhe)些(xie)晶體被(bei)用(yong)于電(dian)腦內存和固(gu)態激光(guang)器零件當中。銥(yi)合金能(neng)夠(gou)抵御電(dian)弧侵(qin)蝕,所以(yi)是火(huo)花(hua)塞電(dian)觸頭的(de)理想材料。
Cativa催(cui)化法是把(ba)甲醇(chun)轉變為(wei)乙酸的過(guo)程,可使用(yong)銥(yi)化合(he)物作為(wei)催(cui)化劑(ji)。
放射性同位素銥-192在(zai)γ射線照相中是一種重要的能源(yuan),有(you)助對金屬進行(xing)無損(sun)檢測。另外,近距離治(zhi)(zhi)療利用(yong)192Ir所釋放的γ射線來治(zhi)(zhi)療癌(ai)癥。這種治(zhi)(zhi)療方法把輻射源(yuan)置于(yu)癌(ai)組織附近或里面,可用(yong)于(yu)治(zhi)(zhi)療前列腺癌(ai)、膽(dan)管癌(ai)及子宮頸(jing)癌(ai)等。
1889年制成的(de)國(guo)(guo)際(ji)米原器(qi)和國(guo)(guo)際(ji)公斤(jin)原器(qi)是由(you)含90%鉑和10%銥的(de)合(he)金組成的(de),原器(qi)由(you)位于巴黎附近的(de)國(guo)(guo)際(ji)度量衡局保(bao)存。
航海家號(hao)(hao)、維(wei)京號(hao)(hao)、先(xian)鋒號(hao)(hao)和卡西尼-惠更(geng)斯號(hao)(hao)、伽利略號(hao)(hao)和新視(shi)野號(hao)(hao)等無人(ren)宇宙飛(fei)船(chuan)都有使用含有銥(yi)的(de)(de)放(fang)射性同位素(su)熱(re)電機。由于熱(re)電機要承受(shou)高達2000°C的(de)(de)高溫,所(suo)以(yi)包裹著钚-238同位素(su)的(de)(de)容(rong)器是(shi)以(yi)既堅硬又耐(nai)高溫的(de)(de)銥(yi)所(suo)制。
銥(yi)還被用于(yu)X射線望遠鏡(jing)中。錢德拉X射線天文臺的(de)(de)反射鏡(jing)上有一層60納米厚的(de)(de)銥(yi)涂層。在(zai)(zai)測試過多(duo)種金(jin)(jin)屬之后,銥(yi)的(de)(de)X射線反射能(neng)力(li)證明比鎳(nie)、金(jin)(jin)和鉑都要(yao)優(you)勝。這(zhe)層銥(yi)的(de)(de)平滑(hua)程度要(yao)有幾個原子以內的(de)(de)準確度,須在(zai)(zai)氣態下在(zai)(zai)高真空環境中涂在(zai)(zai)鉻底層上。
粒子(zi)物理學(xue)在反質子(zi)的(de)產生過(guo)程中也用到銥。過(guo)程中,高(gao)強(qiang)度(du)質子(zi)束(shu)(shu)射(she)向密度(du)必須很高(gao)的(de)“轉(zhuan)換目(mu)標體”。雖然可以使(shi)用鎢(wu),但銥的(de)優(you)勝之處在于,它(ta)可以更穩定地承受(shou)入射(she)粒子(zi)束(shu)(shu)使(shi)溫度(du)升高(gao)時所造成的(de)沖(chong)擊(ji)波。
碳(tan)-氫(qing)鍵活(huo)化(hua)反應(C–H活(huo)化(hua))是斷開碳(tan)-氫(qing)鍵的反應。這種鍵在以前(qian)曾被認(ren)為具有低反應性(xing)。科(ke)學家在1982年宣(xuan)布首(shou)次成功活(huo)化(hua)飽和烴中(zhong)的C–H鍵,反應使(shi)用銥的有機(ji)配合物,使(shi)烴進行氧化(hua)加成。
銥配合物可以(yi)(yi)用來(lai)催化(hua)不對稱氫(qing)化(hua)反應。這(zhe)類催化(hua)劑已被用于合成天然產物,并能夠把本來(lai)難以(yi)(yi)氫(qing)化(hua)的基底(例如非官能團化(hua)烯烴等)氫(qing)化(hua)成其中一種對映(ying)異構體(ti)。
銥可(ke)以形成(cheng)多種配合物,在有機發光(guang)二極(ji)管(guan)(OLED)當(dang)中起到作用。
銥-鋨合金(jin)曾被加入到(dao)鋼筆(bi)筆(bi)頭(tou)中。1834年開(kai)始(shi),一些(xie)鋼筆(bi)生產商開(kai)始(shi)把銥安裝在金(jin)筆(bi)頭(tou)上,這是(shi)銥的(de)首個(ge)主要(yao)應用。自1944年起,著名的(de)派克51鋼筆(bi)就有含釕-銥合金(jin)的(de)筆(bi)尖,合金(jin)中的(de)銥含量為3.8%。今天的(de)鋼筆(bi)筆(bi)頭(tou)幾乎不再含有銥,而是(shi)含其(qi)他的(de)金(jin)屬,例如(ru)鎢。
銥(yi)-鉑合(he)金曾經(jing)用(yong)于加農炮的點火孔和排(pai)氣孔。根據1867年巴黎世界(jie)博(bo)覽(lan)會(hui)的一(yi)份報告,莊信萬豐(feng)所(suo)展出的一(yi)份展品“曾在一(yi)把(ba)魏(wei)渥(wo)斯步槍(qiang)中經(jing)歷超(chao)過3000發,仍(reng)無損(sun)無耗。所(suo)有知道火炮排(pai)氣孔損(sun)耗所(suo)導致的麻煩和花費的人,都會(hui)非常欣賞這一(yi)重(zhong)要的應用(yong)”。
“銥(yi)(yi)黑”是一種染(ran)料,它含有非(fei)常細(xi)致的(de)銥(yi)(yi)粉末(mo)。銥(yi)(yi)黑可以(yi)把瓷器染(ran)成很深的(de)黑色。有19世紀的(de)文獻稱“所有其(qi)他的(de)黑色瓷器染(ran)料與(yu)它一比較,都變成了灰(hui)色”。
成塊的銥金屬(shu)沒有(you)(you)生(sheng)(sheng)物用途(tu)亦無害,因為它不與生(sheng)(sheng)物組(zu)織反(fan)應。和(he)大部(bu)份(fen)金屬(shu)一樣,銥的金屬(shu)細粉具有(you)(you)危險性。這(zhe)樣的粉末會刺(ci)激(ji)組(zu)織,且容易在空氣中燃(ran)燒。由(you)于銥化(hua)合物的處理量一般都(dou)很(hen)低,所(suo)以人們對其毒(du)性所(suo)知甚少。不過銥的可(ke)溶鹽,如各(ge)種鹵化(hua)銥,則含有(you)(you)毒(du)性。大部(bu)份(fen)銥化(hua)合物都(dou)不可(ke)溶,所(suo)以很(hen)難(nan)被人體(ti)吸收。
192Ir同位素和(he)其他放(fang)射(she)(she)性同位素一樣是危險的(de)(de)。192Ir所放(fang)出的(de)(de)高能伽(jia)馬(ma)射(she)(she)線會(hui)提(ti)高患(huan)癌癥的(de)(de)可(ke)(ke)能性。外照射(she)(she)可(ke)(ke)導致(zhi)燒傷、輻射(she)(she)中(zhong)毒甚至死亡。攝入192Ir可(ke)(ke)導致(zhi)腸(chang)胃(wei)內膜燒傷。進入體內的(de)(de)192Ir、192mIr和(he)194Ir主(zhu)要會(hui)積累在肝臟(zang)中(zhong),所放(fang)出的(de)(de)伽(jia)馬(ma)射(she)(she)線和(he)β輻射(she)(she)會(hui)對(dui)身(shen)體造成損害。