CAS號:7439-88-5
EINECS號:231-095-9
原子量:192.22
元素類型(xing):過(guo)渡(du)金屬(shu)
體積(ji)彈性模量(liang):320GPa
原子(zi)化焓:628kJ/mol
熱容:25.10J /(mol· K)
導熱系數(shu):147W/(m·K)
導(dao)電性:0.197×106/(cm ·Ω)
熔化熱(re):26.10kJ/mol
汽化熱:604.0kJ/mol
原(yuan)子體積:8.54cm3/mol
密度:22.56g/cm3
元素(su)在宇宙中的含量:0.002ppm
元素在太陽中的含量(liang):0.002ppm
地殼(ke)中含(han)量(liang):0.000003ppm
氧化態:主要(yao):+3,+4其他:0,+1,+2,+5,+6
晶(jing)體結(jie)構:晶(jing)胞為面心立方晶(jing)胞,每個晶(jing)胞含有4個金屬原子。
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(ying)度:6.5
聲(sheng)音在其中的傳播速率(lv):4825m/s
發現人:臺(tai)奈特(Tennant)
發現年代:1803年
銥是(shi)一種化(hua)學(xue)(xue)元素,化(hua)學(xue)(xue)符號是(shi)Ir,原(yuan)子序數77。
銥(yi)的化(hua)學性(xing)質很(hen)穩(wen)定。是(shi)(shi)最耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的金屬,銥(yi)對酸(suan)的化(hua)學穩(wen)定性(xing)極高,不(bu)溶(rong)于(yu)酸(suan),只有海綿狀的銥(yi)才會緩慢地溶(rong)于(yu)熱(re)王(wang)(wang)水中(zhong)(zhong),如果是(shi)(shi)致密狀態的銥(yi),即使是(shi)(shi)沸(fei)騰的王(wang)(wang)水,也不(bu)能腐(fu)蝕(shi);但(dan)是(shi)(shi),在(zai)高溫加壓(ya)的密閉(bi)反應(ying)釜中(zhong)(zhong),銥(yi)在(zai)250°C以(yi)上的王(wang)(wang)水中(zhong)(zhong)受到(dao)明顯腐(fu)蝕(shi);由20份濃(nong)鹽酸(suan)與(yu)1份濃(nong)硝酸(suan)配置的混(hun)酸(suan),在(zai)相同(tong)溫度與(yu)壓(ya)力下,對銥(yi)的腐(fu)蝕(shi)性(xing)是(shi)(shi)王(wang)(wang)水的20倍左右(you),因此在(zai)化(hua)學分析中(zhong)(zhong)常用來做消解金屬銥(yi)的試劑。
銥在350°C的熔融(rong)氫(qing)氧化鈉(na)中(未通入空氣(qi))極(ji)其耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率小于0.005mm/年(nian)(約(yue)3.5mdd),但400°C以(yi)上(shang)的熔融(rong)氫(qing)氧化鈉(na)對(dui)銥的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)很(hen)嚴重;熔融(rong)的氫(qing)氧化鉀也(ye)可以(yi)強烈腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)銥。?
在(zai)室溫中,致密的(de)金屬(shu)銥,對干燥的(de)氟氣,以(yi)及干燥或者潮濕的(de)氯,溴,碘,都具有極好(hao)的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)。沒有可(ke)見腐(fu)蝕。
一般(ban)的腐蝕(shi)(shi)劑都不(bu)能腐蝕(shi)(shi)銥。有形成配位化合物(wu)得強(qiang)烈(lie)傾向。
元素來(lai)源:在(zai)地(di)殼中(zhong)含量僅有9×10-9%。主要(yao)存在(zai)于鋨銥礦(kuang)中(zhong)。可(ke)用鋅與(yu)在(zai)提煉鉑時所得得鋨銥合金中(zhong)分離制得。
元素(su)用途:很多(duo)高(gao)熔點氧化物單晶,是(shi)在(zai)(zai)純銥(yi)制(zhi)(zhi)成的(de)坩堝中進行生長的(de),純銥(yi),鉑(bo)銥(yi)合(he)金,銥(yi)銠合(he)金多(duo)用于制(zhi)(zhi)作科(ke)學(xue)儀器、熱電(dian)偶、電(dian)阻線等。在(zai)(zai)鉑(bo)中加入(ru)銥(yi),可以提高(gao)鉑(bo)在(zai)(zai)水(shui),酸,鹵素(su)中的(de)抗腐(fu)蝕性,以及500°C以下的(de)機械強度,但隨著銥(yi)含(han)量的(de)增(zeng)加,在(zai)(zai)900°C以上(shang)合(he)金在(zai)(zai)空氣中的(de)氧化失重也(ye)增(zeng)加。含(han)10%的(de)銥(yi)和(he)與90%的(de)鉑(bo)的(de)鉑(bo)銥(yi)合(he)金,因膨脹(zhang)系(xi)數極小,用來制(zhi)(zhi)造國際標準米尺,世界上(shang)的(de)千克原器也(ye)曾是(shi)由鉑(bo)銥(yi)合(he)金制(zhi)(zhi)作的(de)。
屬于周期表Ⅷ族過渡(du)元素,元素符號Ir,原子序數77,原子量(liang)192.22,面心立(li)方晶格,是一種稀有(you)的貴金屬材(cai)料。
簡史1803年英國(guo)s.Tennant由分(fen)離鉑后(hou)的(de)黑色殘渣中(zhong)發現銥(yi)(yi);1813年進行了銥(yi)(yi)的(de)第一次熔化實驗(yan);1860年帝俄造幣廠用約8kg原(yuan)生含(han)銥(yi)(yi)材料和其他(ta)殘渣作原(yuan)料進行熔煉,得到一個1.805kg重的(de)銥(yi)(yi)錠。1881年霍(huo)蘭(J.Holland)以“熔化和鑄(zhu)造銥(yi)(yi)的(de)工藝”為題申請了美(mei)國(guo)專利。此(ci)后(hou),各國(guo)的(de)冶金工作者們為解決(jue)銥(yi)(yi)的(de)加工問題作了大量工作。
性能(neng)(neng)(neng):(1)熔點2450℃,銥(yi)(yi)(yi)制品(pin)使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)可(ke)達2100~2200℃;(2)彈性模(mo)量(liang)高(538.3GPa),泊松系數低(0.26),低溫(wen)(wen)塑性很差;(3)是最耐腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)金屬,致密態銥(yi)(yi)(yi)不溶于所有(you)無機(ji)酸(suan),也不被其他(ta)金屬熔體浸蝕(shi)(shi),例如熔化的(de)(de)鉛、鋅、鎳、鐵、金等(deng);能(neng)(neng)(neng)耐許多(duo)熔融試劑和高溫(wen)(wen)硅酸(suan)鹽的(de)(de)浸蝕(shi)(shi);(4)像(xiang)其他(ta)鉑族金屬合(he)金一樣,銥(yi)(yi)(yi)合(he)金能(neng)(neng)(neng)牢固吸附有(you)機(ji)物,可(ke)作(zuo)催(cui)化劑材料;(5)銥(yi)(yi)(yi)在空氣(qi)(qi)或氧氣(qi)(qi)中600℃以(yi)上(shang)生成IrO?,并在1100℃分(fen)解;在1227℃空氣(qi)(qi)中銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)揮發量(liang)為鉑的(de)(de)100倍。銥(yi)(yi)(yi)可(ke)采用(yong)高頻(pin)或中頻(pin)爐(lu)、電弧爐(lu)、電子束等(deng)熔煉。銥(yi)(yi)(yi)在1600℃以(yi)上(shang)具有(you)好的(de)(de)塑性,通常進(jin)行熱加工。
用途:銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)高熔點、高穩定性(xing)(xing)使其(qi)在(zai)很多特(te)殊(shu)場合(he)具有(you)(you)重(zhong)要(yao)用途,但銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)脆性(xing)(xing)和(he)高溫損(sun)耗在(zai)一(yi)定程(cheng)度(du)上限(xian)制了它的(de)(de)應(ying)用。銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)最早(zao)應(ying)用是(shi)(shi)(shi)作(zuo)筆尖材料(liao),后來(lai)又提出(chu)了注射針(zhen)頭、天平刀刃、羅盤支架、電(dian)觸頭等方面(mian)的(de)(de)用途。銥(yi)(yi)(yi)坩堝可用于生長難熔氧(yang)化物晶體,該坩堝能在(zai)2100~2200℃工作(zuo)幾千小時,是(shi)(shi)(shi)重(zhong)要(yao)的(de)(de)貴金(jin)屬器皿材料(liao)。銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)高溫抗氧(yang)化性(xing)(xing)和(he)熱(re)電(dian)性(xing)(xing)能使銥(yi)(yi)(yi)/銥(yi)(yi)(yi)銠熱(re)電(dian)偶成為惟一(yi)能在(zai)大氣中測(ce)量達(da)2100℃高溫的(de)(de)貴金(jin)屬測(ce)溫材料(liao);可用作(zuo)放射性(xing)(xing)熱(re)源的(de)(de)容器材料(liao);陽極氧(yang)化銥(yi)(yi)(yi)膜是(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)有(you)(you)前途的(de)(de)電(dian)顯色材料(liao)。Ir-192是(shi)(shi)(shi)γ射線(xian)源,可用于無損(sun)探(tan)傷和(he)放射化學治(zhi)療(liao)。同時,銥(yi)(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個很重(zhong)要(yao)的(de)(de)合(he)金(jin)化元(yuan)素,一(yi)些銥(yi)(yi)(yi)合(he)金(jin)使用在(zai)某(mou)些關鍵部門;銥(yi)(yi)(yi)化合(he)物亦有(you)(you)其(qi)特(te)有(you)(you)用途。
銥的(de)發現(xian)與鉑(bo)以及其(qi)他鉑(bo)系(xi)元(yuan)素(su)(su)(su)息息相關。古埃塞俄比亞人和(he)南美洲各(ge)文化的(de)人自(zi)古便有使用自(zi)然產生的(de)鉑(bo)金屬,當中(zhong)必定含有少量其(qi)他鉑(bo)系(xi)元(yuan)素(su)(su)(su),這也包括銥。17世(shi)紀(ji)西班(ban)牙征服者在今天的(de)哥倫比亞喬科省發現(xian)了鉑(bo),并將其(qi)帶(dai)到歐洲。然而直到1748年,科學家才(cai)發現(xian)它并不是任何已知(zhi)金屬的(de)合金,而是一(yi)種全新的(de)元(yuan)素(su)(su)(su)。
當時(shi)研究(jiu)鉑的(de)(de)(de)化學(xue)家(jia)將它置于王水(鹽(yan)酸和(he)硝(xiao)酸的(de)(de)(de)混(hun)合物(wu))當中,從而產(chan)生(sheng)可(ke)溶鹽(yan)。制成(cheng)的(de)(de)(de)溶液每次都留下(xia)少量深(shen)色的(de)(de)(de)不(bu)可(ke)溶殘留物(wu)。約(yue)瑟(se)夫·普魯斯特曾以為(wei)這一殘留物(wu)是石墨。法國化學(xue)家(jia)維(wei)多·科(ke)萊(lai)-德科(ke)提(ti)爾(Victor Collet-Descotils)、福爾克拉(la)伯爵安東萬·弗(fu)朗索瓦(Antoine Fran?ois, comte de Fourcroy)和(he)路易·尼古拉(la)·沃克朗(Louis Nicolas Vauquelin)在(zai)1803年也同樣觀(guan)察到了這一黑(hei)色殘留物(wu),但因量太少而沒有(you)進(jin)行進(jin)一步實驗。
1803年,英國化(hua)學家史(shi)密(mi)森·特南特分析了(le)殘留(liu)物(wu),并(bing)(bing)推(tui)斷其中必含新的(de)(de)金屬元(yuan)素(su)。沃克朗把該粉(fen)末來回在酸(suan)堿(jian)中浸洗(xi),取得了(le)一(yi)種揮發性(xing)氧化(hua)物(wu)。他認為這是(shi)新元(yuan)素(su)的(de)(de)氧化(hua)物(wu),并(bing)(bing)把新元(yuan)素(su)命名(ming)為“ptene”,源于希臘文的(de)(de)“πτηνο?”(ptènos),即“有(you)翼的(de)(de)”。特南特則擁有(you)更大(da)量的(de)(de)殘留(liu)物(wu),并(bing)(bing)在不久后(hou)(hou)辨認出(chu)兩種新元(yuan)素(su),也(ye)就(jiu)是(shi)鋨和銥。在一(yi)連串用到氫氧化(hua)鈉和氫氯酸(suan)的(de)(de)反應之后(hou)(hou),他制成了(le)一(yi)種深(shen)紅色晶體(很可能是(shi)Na2[IrCl6]·nH2O)。銥的(de)(de)許多(duo)鹽(yan)都有(you)鮮(xian)艷(yan)的(de)(de)顏色,所以特南特取希臘神(shen)話中的(de)(de)彩虹女神(shen)伊里斯(?ρι?,Iris)之名(ming),把銥命名(ming)為“Iridium”。元(yuan)素(su)的(de)(de)發現被記(ji)錄在1804年6月21日(ri)致皇家學院的(de)(de)一(yi)封(feng)信中。
1813年(nian),英國(guo)化(hua)學家約翰·喬(qiao)治(zhi)·求爾德(de)倫(John George Children)首次熔化(hua)銥(yi)(yi)(yi)金(jin)屬。1842年(nian),羅伯特·海爾(Robert Hare)首次取得高純(chun)(chun)度銥(yi)(yi)(yi)金(jin)屬。他量得的(de)銥(yi)(yi)(yi)密度為21.8 g/cm3,并發(fa)現這一金(jin)屬幾乎不可延(yan)展,且硬(ying)度極高。1860年(nian),亨利·愛丁·圣克萊爾·德(de)維爾和朱爾·亨利·德(de)布(bu)雷(lei)(Jules Henri Debray)第一次大(da)量熔化(hua)銥(yi)(yi)(yi)。每公斤銥(yi)(yi)(yi)的(de)熔化(hua)過(guo)程需要超過(guo)300升的(de)純(chun)(chun)O2和H2。
銥(yi)(yi)如(ru)此難熔(rong)化塑性,這大(da)大(da)限制了(le)(le)它的(de)(de)實際應用(yong)。約翰(han)·艾薩克·霍金斯(John Isaac Hawkins)在1834年發(fa)明了(le)(le)裝有銥(yi)(yi)造筆尖的(de)(de)金質鋼筆。1880年,約翰(han)·霍蘭德(John Holland)和威廉·洛弗(fu)蘭德·達德利(li)(William Lofland Dudley)利(li)用(yong)磷大(da)大(da)簡化了(le)(le)銥(yi)(yi)的(de)(de)熔(rong)化過程,并在美國申請(qing)了(le)(le)專利(li)。英國莊(zhuang)信(xin)萬豐公司之(zhi)后(hou)表示,他們(men)早在1837年就開始使用(yong)類似的(de)(de)方法熔(rong)解銥(yi)(yi),而(er)且已在多個世(shi)界博覽會展出經熔(rong)融制成的(de)(de)銥(yi)(yi)。奧托·佛斯納(Otto Feussner)在1993年第一次(ci)在熱電(dian)偶中使用(yong)銥(yi)(yi)-釕合金材料,使這種新型器(qi)材能夠測量高達2000 °C的(de)(de)溫度。
1957年(nian),魯道夫(fu)·穆斯(si)堡爾在只含Ir的(de)固(gu)體金(jin)(jin)屬(shu)樣本(ben)中,發(fa)現(xian)原(yuan)子(zi)能夠(gou)進(jin)行(xing)無反(fan)沖的(de)γ射(she)線共振(zhen)發(fa)射(she)及吸(xi)收。他所(suo)進(jin)行(xing)的(de)實驗(yan)是(shi)20世紀標志性的(de)物(wu)理(li)實驗(yan)之(zhi)一。此現(xian)象稱為穆斯(si)堡爾效應(其(qi)他呈現(xian)該效應的(de)原(yuan)子(zi)核(he)也陸續被發(fa)現(xian),如(ru)Fe),是(shi)穆斯(si)堡爾譜學(xue)(xue)(xue)的(de)中心原(yuan)理(li),在物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)、化學(xue)(xue)(xue)、生物(wu)化學(xue)(xue)(xue)、冶金(jin)(jin)學(xue)(xue)(xue)和礦物(wu)學(xue)(xue)(xue)中都(dou)有重要的(de)應用。論文發(fa)布的(de)僅僅3年(nian)之(zhi)后(hou),即1961年(nian),穆斯(si)堡爾就因這一發(fa)現(xian)獲得了諾貝爾物(wu)理(li)學(xue)(xue)(xue)獎,時年(nian)32歲。
銥屬于鉑系金屬,和(he)鉑一(yi)樣呈白色(se),另(ling)帶少許黃色(se)。銥堅硬(ying)易(yi)碎,熔點也非常高,所(suo)以(yi)(yi)很難鑄造和(he)塑性。制(zhi)造工序因此一(yi)般使用粉末(mo)冶金。銥是唯一(yi)一(yi)種在(zai)1600 °C以(yi)(yi)上的(de)空(kong)氣中仍保持優(you)良力學性質(zhi)的(de)金屬。其沸(fei)點極高,在(zai)所(suo)有元(yuan)素中排(pai)第10位。銥在(zai)0.14 K以(yi)(yi)下會呈現超(chao)導體性質(zhi)。
銥(yi)(yi)的(de)彈性模量(liang)在低于鋨,為(wei)所(suo)有金屬中第二高(gao)。其剪切模量(liang)很高(gao),泊松比很低,因此具有很高(gao)的(de)剛度(du),使(shi)得銥(yi)(yi)的(de)加工生產(chan)(chan)過程非常困難。盡管生產(chan)(chan)不易,價格昂貴,但(dan)銥(yi)(yi)還是有多(duo)項應用(yong),包括在極端條(tiao)件下(xia)加強(qiang)機械的(de)強(qiang)度(du)。
銥的(de)密度(du)在所有元素(su)中(zhong)排(pai)第二位,僅比鋨(e)稍(shao)低。由(you)于密度(du)值十分(fen)相(xiang)近,測(ce)(ce)量(liang)也并(bing)(bing)不容易(yi),所以這兩個元素(su)到底哪一個密度(du)更(geng)高(gao)曾經并(bing)(bing)沒有定論。通(tong)過原子量(liang)來計算密度(du)值,2013年的(de)結論是(shi):銥的(de)密度(du)是(shi)22.56g/cm3,鋨(e)的(de)密度(du)是(shi)22.59g/cm3,兩者差值僅為(wei)0.027g/cm3。但鋨(e)的(de)原子量(liang)測(ce)(ce)量(liang)仍缺少大量(liang)實驗驗證(zheng),因此銥與鋨(e)哪個密度(du)更(geng)高(gao)至今還(huan)無法下(xia)結論。
銥(yi)是抗腐蝕性最強(qiang)的(de)金屬(shu)之一:它能夠在高溫下抵御幾乎所有(you)酸(suan)(suan)、王水、熔融(rong)金屬(shu),甚至是硅(gui)酸(suan)(suan)鹽。但是某些熔融(rong)鹽,如氰(qing)(qing)化(hua)鈉和氰(qing)(qing)化(hua)鉀,以(yi)及氧氣和鹵素(su)單(dan)質(特別是氟氣)在高溫下還是可以(yi)侵蝕銥(yi)的(de)。
銥(yi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)態介乎?3和(he)+6,最常見的(de)有+3和(he)+4。高氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)態的(de)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)比較罕見,包括IrF6和(he)兩種混合(he)(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)Sr2MgIrO6及Sr2CaIrO6。2009年(nian),科(ke)學家利用基質(zhi)隔離方法(在6K的(de)氬氣中)對過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)配合(he)(he)物(wu)(wu)進行紫(zi)外線照射,制成了四(si)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(IrO4)。然而這一(yi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)預計在更高的(de)溫度下無法穩(wen)定保持(chi)固體狀態。
各價(jia)態的(de)離子及化合物舉例
-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(jia):IrCl3
+4 價: IrO2
+5 價: Ir4F20
+6 價: IrF6
二(er)氧(yang)化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(IrO2)為(wei)棕色粉末(mo),是銥(yi)(yi)(yi)唯一(yi)一(yi)種(zhong)性質已經(jing)過(guo)充分研(yan)究的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)。三氧(yang)化(hua)二(er)銥(yi)(yi)(yi)是一(yi)種(zhong)黑藍(lan)色粉末(mo),在(zai)硝酸中會(hui)氧(yang)化(hua)成IrO2。其他(ta)已知的(de)化(hua)合(he)物(wu)包(bao)括二(er)硫(liu)(liu)化(hua)銥(yi)(yi)(yi)、二(er)硒化(hua)銥(yi)(yi)(yi)、三硫(liu)(liu)化(hua)二(er)銥(yi)(yi)(yi)和三硒化(hua)二(er)銥(yi)(yi)(yi)等,另外也(ye)有研(yan)究指出IrS3的(de)存(cun)在(zai)。銥(yi)(yi)(yi)還可以(yi)形成氧(yang)化(hua)態為(wei)+4和+5的(de)銥(yi)(yi)(yi)酸,如K2IrO3和KIrO3。在(zai)高溫(wen)下使銥(yi)(yi)(yi)與氧(yang)化(hua)鉀或超(chao)氧(yang)化(hua)鉀反應,就(jiu)可取得這些銥(yi)(yi)(yi)酸。
目前尚未(wei)發現化(hua)學式為(wei)IrxHy的(de)(de)氫銥二(er)元(yuan)化(hua)合物,但有些已知配合物包含IrH4?和IrH3?離子,其中(zhong)銥的(de)(de)氧(yang)化(hua)態分別為(wei)+1和+3。科學家認為(wei),Mg6Ir2H11當(dang)中(zhong)同時存在IrH??以及含18個電子的(de)(de)IrH5?離子。
銥(yi)(yi)(yi)并不形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)和二鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)(wu),而是會與每一(yi)(yi)種鹵(lu)素形(xing)成(cheng)對應(ying)的(de)三鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)IrX3。氧化(hua)(hua)態為+4或以(yi)上的(de)鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)只(zhi)有四(si)(si)氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)、五氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)和六氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)。六氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(IrF6)是一(yi)(yi)種反應(ying)性很高的(de)揮發(fa)性黃色固(gu)體(ti),其(qi)分子結構(gou)呈(cheng)八面體(ti)形(xing)。它在(zai)水中會分解,而且銥(yi)(yi)(yi)黑(即金屬銥(yi)(yi)(yi)粉末)可將其(qi)還原成(cheng)晶體(ti)狀的(de)四(si)(si)氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)(IrF4)。五氟(fu)化(hua)(hua)銥(yi)(yi)(yi)的(de)特(te)性相似(si),但它其(qi)實是一(yi)(yi)種四(si)(si)聚(ju)體(ti)Ir4F20,由四(si)(si)個角對角連(lian)接的(de)八面體(ti)所形(xing)成(cheng)。
工業上(shang)最重要的銥(yi)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)是六氯(lv)(lv)銥(yi)酸(suan)(H2IrCl6)及其(qi)銨(an)鹽。銥(yi)的純化(hua)(hua)過程(cheng)、大(da)多數銥(yi)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)的生產初始步驟以及陽(yang)極涂(tu)層的制(zhi)(zhi)備(bei)過程(cheng)都要用(yong)到這(zhe)些(xie)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)。IrCl2?離(li)子呈棕黑色(se),能(neng)夠輕易還原成淺色(se)的IrCl3?,且該反應可(ke)以逆轉。三(san)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銥(yi)(IrCl3)常被用(yong)作其(qi)他(ta)Ir(III)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)的制(zhi)(zhi)備(bei)原料。氯(lv)(lv)和銥(yi)粉末在650°C經氧化(hua)(hua)反應會形(xing)成無水三(san)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銥(yi),而Ir2O3溶于氫氯(lv)(lv)酸(suan)中(zhong)則可(ke)制(zhi)(zhi)成水合(he)(he)(he)三(san)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)銥(yi)。另一種類似(si)的制(zhi)(zhi)備(bei)原料是六氯(lv)(lv)銥(yi)酸(suan)銨(an)((NH4)3IrCl6)。三(san)價銥(yi)配(pei)合(he)(he)(he)物(wu)具抗磁性,分子結(jie)構一般為八面體型。
銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)有機化(hua)合(he)(he)物(wu)含有銥(yi)(yi)(yi)﹣碳鍵,其中銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)氧(yang)化(hua)態通常(chang)較低。比如,十二(er)羰基(ji)(ji)四(si)銥(yi)(yi)(yi)(Ir4(CO)12)是最常(chang)見兼最穩定的(de)(de)金屬(shu)羰基(ji)(ji)配(pei)合(he)(he)物(wu),當(dang)中的(de)(de)銥(yi)(yi)(yi)就處于(yu)(yu)(yu)0氧(yang)化(hua)態。十二(er)羰基(ji)(ji)四(si)銥(yi)(yi)(yi)中的(de)(de)每一個(ge)銥(yi)(yi)(yi)原子(zi)都(dou)與另外三(san)個(ge)鍵合(he)(he),形成四(si)面體(ti)原子(zi)簇(cu)。一些(xie)重要的(de)(de)Ir(I)有機化(hua)合(he)(he)物(wu)都(dou)是以發現(xian)者命名的(de)(de)。這(zhe)包括(kuo)沃什卡配(pei)合(he)(he)物(wu)(IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),它會與O2氧(yang)分子(zi)鍵合(he)(he),這(zhe)種特性(xing)十分特殊。克拉布(bu)特利催化(hua)劑(Crabtree's catalyst)是一種用于(yu)(yu)(yu)氫化(hua)反應(ying)的(de)(de)均相催化(hua)劑。這(zhe)些(xie)化(hua)合(he)(he)物(wu)都(dou)屬(shu)于(yu)(yu)(yu)平面正方形d配(pei)合(he)(he)物(wu),共有16個(ge)價電子(zi),因此反應(ying)性(xing)很高。
銥(yi)有(you)兩(liang)種自然(ran)(ran)穩(wen)定同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su):191Ir和193Ir,豐度(du)分別(bie)為(wei)37.3%和62.7%。已人(ren)工(gong)合成的(de)放(fang)射(she)性同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)共有(you)34種,質量數從164至199不等(deng)。192Ir夾在兩(liang)個(ge)穩(wen)定同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)之間(jian),也是最穩(wen)定的(de)放(fang)射(she)性同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su),半衰(shuai)期為(wei)73.827天。這一同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)在近距離治(zhi)療和工(gong)業(ye)射(she)線照相(xiang)技(ji)術中(zhong)具有(you)用途,特別(bie)是在天然(ran)(ran)氣工(gong)業(ye)中(zhong)用于(yu)(yu)無(wu)損檢測鋼鐵的(de)焊接處。銥(yi)-192曾造成多宗輻射(she)意外。另外有(you)三個(ge)同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)的(de)半衰(shuai)期在一天以上:188Ir、189Ir和190Ir。質量數低(di)于(yu)(yu)191的(de)同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)會同(tong)時進(jin)行β衰(shuai)變、α衰(shuai)變以及(ji)質子(zi)(zi)發(fa)(fa)射(she),但有(you)兩(liang)者除外:189Ir進(jin)行電子(zi)(zi)捕獲,而190Ir進(jin)行正電子(zi)(zi)發(fa)(fa)射(she)。質量數高于(yu)(yu)191的(de)同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)則進(jin)行β衰(shuai)變,其(qi)中(zhong)192Ir會少量進(jin)行電子(zi)(zi)捕獲。所有(you)銥(yi)同(tong)位(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)素(su)(su)都是在1934至2001年間(jian)發(fa)(fa)現(xian)的(de),其(qi)中(zhong)最新發(fa)(fa)現(xian)的(de)是171Ir。
銥共有(you)(you)32種已知同核異(yi)構體(ti)(ti),質量數介乎(hu)164到197。最穩定的同核異(yi)構體(ti)(ti)是(shi)192m2Ir,它會經同核異(yi)能躍遷,半(ban)衰期為(wei)241年,因此(ci)比所(suo)有(you)(you)處于基態的放射性同位素(su)(su)都要穩定。最不穩定的異(yi)構體(ti)(ti)是(shi)190m3Ir,其(qi)半(ban)衰期只有(you)(you)2微秒(miao)。191Ir是(shi)所(suo)有(you)(you)元素(su)(su)中首個被(bei)證實呈現(xian)穆(mu)斯(si)堡爾效(xiao)應的同位素(su)(su)。該同位素(su)(su)應用在(zai)穆(mu)斯(si)堡爾光譜(pu)分析中,在(zai)物(wu)(wu)理學(xue)、化(hua)學(xue)、生物(wu)(wu)化(hua)學(xue)、冶金(jin)學(xue)和礦物(wu)(wu)學(xue)等領(ling)域都有(you)(you)用到。
銥(yi)屬(shu)鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素(su)(su)。鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素(su)(su)幾(ji)乎完(wan)全成單質狀態存在,高(gao)度分散(san)在各種礦(kuang)(kuang)石中,例(li)如原(yuan)鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)、硫化(hua)鎳(nie)銅礦(kuang)(kuang)、磁鐵礦(kuang)(kuang)等。鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素(su)(su)幾(ji)乎無(wu)例(li)外地共(gong)同存在,形成天然合(he)金(jin)。在含鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素(su)(su)礦(kuang)(kuang)石中,通常以鉑(bo)(bo)(bo)為主要成分,而其余鉑(bo)(bo)(bo)系(xi)元素(su)(su)則因含量較小,必(bi)須經過化(hua)學(xue)分析才(cai)能被發現。由于鋨、銥(yi)、鈀、銠和(he)釕(liao)都(dou)與鉑(bo)(bo)(bo)共(gong)同組成礦(kuang)(kuang)石,因此它們都(dou)是(shi)從鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)(kuang)提取鉑(bo)(bo)(bo)后的殘渣中發現的。
鉑(bo)(bo)系(xi)元(yuan)素化(hua)(hua)學性質穩定。它們(men)中(zhong)除鉑(bo)(bo)和鈀(ba)(ba)外(wai),不但不溶(rong)(rong)于(yu)普(pu)通的(de)(de)(de)(de)酸(suan),而且不溶(rong)(rong)于(yu)王水(shui)(shui)(shui)。鉑(bo)(bo)很易溶(rong)(rong)于(yu)王水(shui)(shui)(shui),鈀(ba)(ba)還溶(rong)(rong)于(yu)熱硝酸(suan)中(zhong)。所有鉑(bo)(bo)系(xi)元(yuan)素都有強烈(lie)形成配位化(hua)(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)傾向。1803年(nian),法(fa)國(guo)化(hua)(hua)學家科勒德士戈蒂等人研究(jiu)了鉑(bo)(bo)系(xi)礦石溶(rong)(rong)于(yu)王水(shui)(shui)(shui)后的(de)(de)(de)(de)渣子。他(ta)們(men)宣布殘渣中(zhong)有兩種不同于(yu)鉑(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)新金(jin)屬存在,它們(men)不溶(rong)(rong)于(yu)王水(shui)(shui)(shui)。1804年(nian),泰納(na)爾發(fa)現(xian)并命名(ming)了它們(men)。其中(zhong)一個命名(ming)為(wei)irdium(銥(yi)),元(yuan)素符號(hao)定為(wei)Ir。這(zhe)一詞GD來自希臘(la)文iris,原(yuan)意(yi)是(shi)“虹”。這(zhe)可能是(shi)由(you)于(yu)二氧化(hua)(hua)銥(yi)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)合(he)物(wu)IrO2·2H2O傳或(huo)(huo)Ir(OH)4,從溶(rong)(rong)液中(zhong)析(xi)出(chu)沉淀(dian)時,顏色(se)或(huo)(huo)青(qing)、或(huo)(huo)紫、或(huo)(huo)深藍(lan)、或(huo)(huo)黑,GA隨(sui)著沉淀(dian)的(de)(de)(de)(de)情況而改(gai)變。
銥(yi)金(jin)(jin):是(shi)稀有貴重金(jin)(jin)屬(shu),是(shi)鉑和(he)銥(yi)的合金(jin)(jin),稀有程度在鉑金(jin)(jin)之上(shang)。其熔(rong)點(dian)(dian)、強(qiang)度和(he)硬(ying)(ying)度都很高(gao)。顏色(se)為銀白(bai)色(se),具(ju)強(qiang)金(jin)(jin)屬(shu)光澤,硬(ying)(ying)度7。相對密度22.40,性(xing)脆但在高(gao)溫下可壓成箔(bo)片或拉成細絲,熔(rong)點(dian)(dian)高(gao),達(da)2454℃。化學性(xing)質(zhi)非常(chang)穩(wen)定,不溶(rong)于王水。主要(yao)用于制造(zao)科學儀器、熱(re)電偶、電阻綾(ling)等。高(gao)硬(ying)(ying)度的鐵銥(yi)和(he)銥(yi)鉑合金(jin)(jin),常(chang)用來制造(zao)筆尖和(he)鉑金(jin)(jin)首飾。由(you)于其極高(gao)的熔(rong)點(dian)(dian)和(he)超(chao)強(qiang)的抗(kang)腐蝕性(xing),銥(yi)在高(gao)水平技術領域中得到廣泛(fan)的使用,如航天技術,制藥和(he)汽車(che)行業。
銥絲(si):呈細(xi)絲(si)狀金(jin)屬(shu)銥加工材料。銥絲(si)的(de)電(dian)阻系(xi)數為6.03×10-2Ωmm2/m,抗(kang)拉強度1493MPa,伸長率10%~20%。用(yong)(yong)粉末(mo)冶(ye)金(jin)法和熔鑄-壓力(li)加工法均可生(sheng)產(chan)出Ф0.15mm細(xi)絲(si)。銥絲(si)用(yong)(yong)作(zuo)高溫(wen)抗(kang)氧化熱電(dian)偶材料和燈絲(si)材料。Ir-W熱電(dian)偶E(2200℃)=44.19mV,在1000~2000℃范圍內(nei),熱電(dian)勢(shi)與溫(wen)度的(de)關系(xi)幾乎成(cheng)直線,但只能在中(zhong)性氣氛或真空中(zhong)使用(yong)(yong)。
銥(yi)合(he)(he)金(jin):以銥(yi)為基加入其他元(yuan)素組成(cheng)的(de)合(he)(he)金(jin)。常用的(de)銥(yi)合(he)(he)金(jin)有Ir-40Rh、Ir-70Rh、Ir-20Ru、Ir-10Ru等合(he)(he)金(jin)。其主要特點是熱(re)電(dian)性能良好、高(gao)溫(wen)抗(kang)氧化、耐腐蝕。Ir-Ru系合(he)(he)金(jin)硬而脆難(nan)于加工。銥(yi)合(he)(he)金(jin)主要用作(zuo)高(gao)溫(wen)抗(kang)氧化熱(re)電(dian)偶及(ji)電(dian)接觸(chu)材料,用Ir-Rh做熱(re)電(dian)偶使用溫(wen)度可高(gao)達2000℃以上。
銥(yi)(yi)銠(lao)合金(jin)(jin):是銥(yi)(yi)和銠(lao)的(de)(de)二元合金(jin)(jin),在高(gao)(gao)溫(wen)下為連(lian)續固溶體,有IrRh10、IrRh40、IrRh50和IrRh-70等(deng)合金(jin)(jin)。Ir-Rh40合金(jin)(jin)的(de)(de)鑄(zhu)態維氏硬度1736MPa,IrPh70的(de)(de)為1422MPa。合金(jin)(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)抗氧(yang)化能力比純銥(yi)(yi)強,在2000℃時IrRh60氧(yang)化失(shi)重約5%。而純銥(yi)(yi)失(shi)重高(gao)(gao)達(da)27%。用(yong)高(gao)(gao)頻爐氬氣保護熔(rong)煉,鑄(zhu)錠經熱(re)(re)軋(ya)和適量(liang)的(de)(de)冷加工(gong)成材。主要用(yong)作(zuo)高(gao)(gao)溫(wen)抗氧(yang)化熱(re)(re)電偶,使用(yong)溫(wen)度可(ke)達(da)2000℃以上(shang),有IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以及IrRh50-IrRu10等(deng),后者(zhe)熱(re)(re)電勢最高(gao)(gao),在2000℃時可(ke)達(da)17.18mV。
發現的(de)(de)鉑族(zu)礦物(wu)和含鉑族(zu)元(yuan)素(su)的(de)(de)礦物(wu)已(yi)超過80種,加上變(bian)種和未定名(ming)礦物(wu)已(yi)達200個。在(zai)自(zi)(zi)然(ran)界中,鉑族(zu)金(jin)屬(shu)主國呈自(zi)(zi)然(ran)元(yuan)素(su)、自(zi)(zi)然(ran)合金(jin)、銻化物(wu)、硫化物(wu)、硫砷(shen)化物(wu)和鉍碲(di)化物(wu)的(de)(de)單獨礦物(wu)存在(zai),部(bu)分呈類質同像存在(zai)于硫化物(wu),如黃銅礦、鎳黃鐵(tie)礦、紫硫鎳(鐵(tie))礦等中。
銥是(shi)地(di)球地(di)殼中最稀有的(de)元素之(zhi)一,平均質量比例(li)只有百(bai)萬分之(zhi)0.001。金的(de)豐(feng)度是(shi)它(ta)的(de)40倍,鉑是(shi)它(ta)的(de)10倍,而(er)銀(yin)和汞都(dou)是(shi)它(ta)的(de)80倍。相(xiang)比之(zhi)下,銥在(zai)(zai)隕石里(li)的(de)含(han)量則(ze)高(gao)(gao)很(hen)多,一般在(zai)(zai)百(bai)萬分之(zhi)0.5以(yi)上。科(ke)學家相(xiang)信(xin),銥在(zai)(zai)整個(ge)地(di)球的(de)含(han)量比在(zai)(zai)地(di)殼中的(de)含(han)量高(gao)(gao)很(hen)多,但由(you)于(yu)它(ta)密度高(gao)(gao),而(er)且具親鐵性,所(suo)以(yi)在(zai)(zai)地(di)球仍處于(yu)熔融狀態(tai)時,就已沉到地(di)球的(de)內核了。
銥(yi)(yi)在自然中以(yi)純金(jin)(jin)屬(shu)或(huo)合金(jin)(jin)的形態出現,尤其是各種比例的銥(yi)(yi)﹣鋨合金(jin)(jin)。鎳和(he)銅礦(kuang)藏中含有鉑系(xi)金(jin)(jin)屬(shu)的硫化(hua)物(wu)(如(Pt,Pd)S)、碲化(hua)物(wu)(如PtBiTe)、銻化(hua)物(wu)(PdSb)和(he)砷化(hua)物(wu)(如PtAs2)。這(zhe)些化(hua)合物(wu)中的鉑會被少量的銥(yi)(yi)和(he)鋨元素取(qu)代。與其他鉑系(xi)元素一樣,銥(yi)(yi)可以(yi)形成自然鎳合金(jin)(jin)及銅合金(jin)(jin)。
地殼中(zhong)有(you)三種地質(zhi)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)銥含量(liang)最(zui)(zui)高:火(huo)成巖(yan)、撞擊坑以及(ji)前二(er)者演化而成的(de)(de)(de)(de)(de)地質(zhi)結(jie)構。最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)已知礦藏(zang)有(you)南非(fei)的(de)(de)(de)(de)(de)布什維爾(er)德(de)火(huo)成雜(za)巖(yan)體、俄羅斯的(de)(de)(de)(de)(de)諾(nuo)里爾(er)斯克及(ji)加拿(na)大的(de)(de)(de)(de)(de)索德(de)柏立盆地等。美(mei)國有(you)較小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)鋨(e)礦藏(zang)。銥也出現在次生(sheng)礦藏(zang)中(zhong),與沖積層(ceng)礦藏(zang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鉑(bo)以及(ji)其他鉑(bo)系(xi)元(yuan)素結(jie)合(he)。前哥倫(lun)布時期哥倫(lun)比亞喬科省居民所用的(de)(de)(de)(de)(de)沖積層(ceng)礦藏(zang)至今仍是鉑(bo)系(xi)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)一大來源。截至2003年(nian),并沒有(you)數據(ju)記錄全球銥儲藏(zang)量(liang)。
白(bai)堊紀(ji)﹣第三紀(ji)界線
6600萬(wan)年(nian)(nian)前形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)K-E界(jie)線記錄(lu)了(le)(le)從白堊紀到古近紀的(de)(de)(de)(de)轉折點,此(ci)地層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)黏土(tu)的(de)(de)(de)(de)銥含量異常高。路易斯·阿(a)爾(er)(er)瓦雷(lei)茨(ci)為(wei)首的(de)(de)(de)(de)研究團隊在(zai)1980年(nian)(nian)提出假說,指(zhi)這(zhe)(zhe)一(yi)地層(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)銥是小行星或彗星撞擊(ji)地球時帶來(lai)的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)一(yi)理論稱為(wei)阿(a)爾(er)(er)瓦雷(lei)茨(ci)假說,目前被公認為(wei)恐龍(long)滅絕的(de)(de)(de)(de)最佳解(jie)釋。后來(lai)人們在(zai)中美(mei)洲(zhou)尤卡(ka)坦半島地底發現(xian)了(le)(le)約6600萬(wan)年(nian)(nian)前形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)大型(xing)撞擊(ji)坑,即希(xi)克(ke)蘇魯(lu)伯隕(yun)石坑,這(zhe)(zhe)很可能就是阿(a)爾(er)(er)瓦雷(lei)茨(ci)假說中那(nei)顆隕(yun)石的(de)(de)(de)(de)撞擊(ji)地點。杜威·麥(mai)克(ke)林(lin)(Dewey M. McLean)等(deng)人則認為(wei)是火山活動把銥帶到地球表面的(de)(de)(de)(de),因(yin)為(wei)地球深處存在(zai)更多的(de)(de)(de)(de)銥元素,而且許多火山至(zhi)今仍在(zai)放(fang)出銥,如留尼汪(wang)島上(shang)的(de)(de)(de)(de)富爾(er)(er)奈(nai)斯火山。
金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)提(ti)(ti)取(qu):砂鉑(bo)礦(kuang)或(huo)含(han)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)砂金(jin)(jin)(jin)礦(kuang)用重(zhong)選法富集可(ke)得(de)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang),鉑(bo)或(huo)鋨、銥的(de)含(han)量能達70-90%,可(ke)直接(jie)精(jing)(jing)(jing)煉。50年(nian)代以來鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)主要從(cong)銅鎳(nie)硫化(hua)(hua)物共生礦(kuang)中提(ti)(ti)取(qu),小部(bu)分從(cong)煉銅副產(chan)品中提(ti)(ti)取(qu)。鉑(bo)族(zu)含(han)量高的(de)冰(bing)鎳(nie),在氧壓下硫酸(suan)浸(jin)出,或(huo)氯化(hua)(hua)冶金(jin)(jin)(jin)分離(li)其他金(jin)(jin)(jin)屬(shu)后獲得(de)鉑(bo)族(zu)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)。鉑(bo)族(zu)精(jing)(jing)(jing)礦(kuang)經過直接(jie)溶解(jie)、分離(li)、提(ti)(ti)純,或(huo)先將鋨、釕氧化(hua)(hua)揮(hui)發他離(li)后,再分離(li)、提(ti)(ti)純其他鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)。
鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)再(zai)生:鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)稀有而貴重(zhong),歷來(lai)重(zhong)視回(hui)收。廢(fei)催化劑、廢(fei)電器元件、含(han)(han)鉑的(de)殘(can)破(po)器皿、廢(fei)電鍍(du)液(ye)、珠寶裝飾品廠的(de)廢(fei)料等都可(ke)從中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)回(hui)收鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)。鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)分離和(he)提(ti)純:鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)提(ti)取和(he)精(jing)制流程因原料成分、含(han)(han)量的(de)不(bu)同而異。將鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)精(jing)礦或含(han)(han)鉑族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)陽極(ji)泥用(yong)(yong)王水(shui)溶(rong)(rong)解,鈀、鉑、金(jin)均進入(ru)溶(rong)(rong)液(ye)。用(yong)(yong)鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)處(chu)理以破(po)壞亞(ya)硝酰(xian)化合物,然后加硫(liu)酸(suan)(suan)亞(ya)鐵(tie)沉淀出(chu)(chu)金(jin)。加氯(lv)(lv)化銨(an)(an),鉑呈(cheng)氯(lv)(lv)鉑酸(suan)(suan)銨(an)(an)沉淀出(chu)(chu),煅(duan)燒氯(lv)(lv)鉑酸(suan)(suan)銨(an)(an)可(ke)得(de)(de)含(han)(han)鉑99.5%以上的(de)海(hai)綿(mian)(mian)鉑。分離鉑后的(de)濾液(ye),加入(ru)過量的(de)氫(qing)氧(yang)(yang)化銨(an)(an),再(zai)用(yong)(yong)鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)化,沉淀出(chu)(chu)二氯(lv)(lv)二氨配亞(ya)鈀形(xing)式(shi)的(de)鈀,再(zai)在氫(qing)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)加熱煅(duan)燒可(ke)得(de)(de)純度達99.7%以上的(de)海(hai)綿(mian)(mian)鈀。經(jing)王水(shui)處(chu)理后的(de)不(bu)溶(rong)(rong)物與碳酸(suan)(suan)鈉(na)、硼砂、密陀僧和(he)焦(jiao)炭(tan)共熔,得(de)(de)貴鉛(qian)。用(yong)(yong)灰(hui)吹法(fa)除去(qu)大部分鉛(qian),再(zai)用(yong)(yong)硝酸(suan)(suan)溶(rong)(rong)解銀,殘(can)留(liu)的(de)鉛(qian)、銠(lao)(lao)、銥(yi)、鋨(e)、釕富集于殘(can)渣中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。將此殘(can)渣與硫(liu)酸(suan)(suan)氫(qing)鈉(na)熔融(rong),銠(lao)(lao)轉化為可(ke)溶(rong)(rong)性的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan),用(yong)(yong)水(shui)浸出(chu)(chu),加氫(qing)氧(yang)(yang)化鈉(na)沉出(chu)(chu)氫(qing)氧(yang)(yang)化銠(lao)(lao),再(zai)用(yong)(yong)鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)溶(rong)(rong)解,得(de)(de)氯(lv)(lv)銠(lao)(lao)酸(suan)(suan)。溶(rong)(rong)液(ye)提(ti)純后,加入(ru)氯(lv)(lv)化銨(an)(an),濃縮、結晶(jing)出(chu)(chu)氯(lv)(lv)銠(lao)(lao)酸(suan)(suan)銨(an)(an)。在氫(qing)氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)煅(duan)燒,可(ke)得(de)(de)海(hai)綿(mian)(mian)銠(lao)(lao)。在硫(liu)酸(suan)(suan)氫(qing)鈉(na)熔融(rong)時,銥(yi)、鋨(e)、釕不(bu)反應,仍留(liu)于水(shui)浸殘(can)渣中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。將殘(can)渣與過氧(yang)(yang)化鈉(na)和(he)苛性鈉(na)一起熔融(rong),用(yong)(yong)水(shui)浸出(chu)(chu);向浸出(chu)(chu)液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)通入(ru)氯(lv)(lv)氣(qi)并蒸(zheng)(zheng)餾,釕和(he)鋨(e)以氧(yang)(yang)化物形(xing)式(shi)蒸(zheng)(zheng)出(chu)(chu)。
用(yong)(yong)乙醇-鹽(yan)(yan)酸(suan)(suan)溶液(ye)(ye)吸(xi)收,將吸(xi)收液(ye)(ye)再(zai)加(jia)熱蒸(zheng)餾,并(bing)用(yong)(yong)堿液(ye)(ye)吸(xi)收得(de)鋨(e)酸(suan)(suan)鈉。在吸(xi)收液(ye)(ye)中(zhong)加(jia)氯(lv)化(hua)(hua)銨(an)(an),則鋨(e)以(yi)銨(an)(an)鹽(yan)(yan)形式沉(chen)淀(dian),在氫氣中(zhong)煅(duan)燒,可(ke)(ke)(ke)得(de)鋨(e)粉(fen)。在蒸(zheng)出(chu)鋨(e)的(de)殘液(ye)(ye)中(zhong)加(jia)氯(lv)化(hua)(hua)銨(an)(an),可(ke)(ke)(ke)得(de)釕(liao)的(de)銨(an)(an)鹽(yan)(yan),再(zai)在氫氣中(zhong)煅(duan)燒,可(ke)(ke)(ke)得(de)釕(liao)粉(fen)。浸出(chu)釕(liao)和鋨(e)后的(de)殘渣主要為氧(yang)化(hua)(hua)銥,用(yong)(yong)王水(shui)溶解(jie),加(jia)氯(lv)化(hua)(hua)銨(an)(an)沉(chen)出(chu)粗氯(lv)銥酸(suan)(suan)銨(an)(an),經(jing)精(jing)制(zhi),在氫氣中(zhong)煅(duan)燒,可(ke)(ke)(ke)得(de)銥粉(fen)。將鉑族金(jin)屬(shu)粉(fen)末用(yong)(yong)粉(fen)末冶金(jin)法或通(tong)過(guo)高(gao)(gao)頻感應電爐(lu)熔化(hua)(hua)可(ke)(ke)(ke)制(zhi)得(de)金(jin)屬(shu)錠。4.制(zhi)取高(gao)(gao)純鉑族金(jin)屬(shu):一般(ban)將金(jin)屬(shu)溶解(jie)后,經(jing)反復提純,精(jing)制(zhi)方(fang)法有(you)載體氧(yang)化(hua)(hua)水(shui)解(jie)、離子交換、溶劑萃取和重復沉(chen)淀(dian)等(deng),然后再(zai)以(yi)銨(an)(an)鹽(yan)(yan)沉(chen)出(chu),經(jing)煅(duan)燒可(ke)(ke)(ke)得(de)相應的(de)高(gao)(gao)純金(jin)屬(shu)。
銥的(de)(de)(de)(de)需(xu)求量從2009年(nian)的(de)(de)(de)(de)2.5噸(dun)升至2010年(nian)的(de)(de)(de)(de)10.4噸(dun)。這主要是因為電子相關應用(yong)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求量從0.2噸(dun)升至6噸(dun):銥制坩堝(guo)被(bei)廣(guang)泛用(yong)于大(da)型高(gao)質(zhi)量單(dan)個晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產,而這些晶(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求在這段時(shi)間大(da)大(da)提高(gao)。銥的(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)量預期將因為積(ji)累的(de)(de)(de)(de)坩堝(guo)庫存而飽和,這在2000年(nian)代也(ye)曾經(jing)發生(sheng)過。其他重要應用(yong)還包括火花(hua)塞(2007年(nian)消(xiao)耗(hao)0.78噸(dun))、氯堿法所用(yong)的(de)(de)(de)(de)電極(同年(nian)消(xiao)耗(hao)1.1噸(dun))以及(ji)化(hua)學(xue)催化(hua)劑(同年(nian)消(xiao)耗(hao)0.75噸(dun))。
銥(yi)的(de)應用大部份運用其(qi)高(gao)(gao)熔點、高(gao)(gao)硬度和抗腐(fu)蝕性質。銥(yi)金(jin)(jin)(jin)屬以(yi)及銥(yi)﹣鉑合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和鋨(e)﹣銥(yi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)耗損很低,可(ke)用來制造多孔噴絲(si)(si)板。噴絲(si)(si)板用于(yu)把(ba)塑料聚合(he)(he)物擠壓成纖維(wei),例(li)如(ru)人造絲(si)(si)。鋨(e)﹣銥(yi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)也可(ke)以(yi)用于(yu)指(zhi)南針軸承和計重(zhong)秤。
銥的耐腐蝕、耐高(gao)溫性質很強,所以非常適合(he)(he)(he)作為合(he)(he)(he)金(jin)添加物。飛(fei)機引擎(qing)中(zhong)的一些(xie)長期使用部件(jian)是由銥合(he)(he)(he)金(jin)組(zu)成的,銥-鈦(tai)合(he)(he)(he)金(jin)也被用作水底(di)管道(dao)材料。加入銥可提升鉑合(he)(he)(he)金(jin)的硬(ying)度。純鉑的維氏硬(ying)度為56HV,而含50%銥的鉑合(he)(he)(he)金(jin)硬(ying)度可超過500 HV。
銥也(ye)常被用(yong)于須承(cheng)受高溫的儀器(qi)當(dang)中。比如,柴(chai)可拉斯基法(fa)使用(yong)銥制高溫坩堝(guo),產生單個氧化物晶(jing)體(ti),如藍寶(bao)石(shi)、釓鎵(jia)石(shi)榴(liu)石(shi)和釔鋁(lv)石(shi)榴(liu)石(shi)等。這(zhe)些晶(jing)體(ti)被用(yong)于電腦內存和固(gu)態激光器(qi)零件當(dang)中。銥合金能夠抵(di)御電弧(hu)侵蝕,所以是(shi)火花(hua)塞電觸頭的理(li)想材料(liao)。
Cativa催化法(fa)是把(ba)甲醇轉變為乙酸的過(guo)程(cheng),可使用銥化合物作為催化劑。
放(fang)射(she)性同位素銥-192在γ射(she)線照相(xiang)中是一種(zhong)重要的能源,有助對金屬進行(xing)無(wu)損檢測。另外,近距離治(zhi)療利用192Ir所釋放(fang)的γ射(she)線來治(zhi)療癌(ai)癥。這種(zhong)治(zhi)療方法把輻射(she)源置于癌(ai)組(zu)織附(fu)近或里面,可(ke)用于治(zhi)療前(qian)列腺癌(ai)、膽管癌(ai)及子(zi)宮(gong)頸癌(ai)等。
1889年制成的國(guo)際米原器和(he)國(guo)際公斤原器是由含90%鉑和(he)10%銥的合金組成的,原器由位于巴黎(li)附(fu)近(jin)的國(guo)際度量衡局保(bao)存。
航海家號(hao)、維京號(hao)、先鋒號(hao)和卡西(xi)尼-惠更斯號(hao)、伽利略號(hao)和新視野(ye)號(hao)等無(wu)人宇宙飛船都有使用含有銥的放射性(xing)同位素熱(re)電機。由于(yu)熱(re)電機要承受高達(da)2000°C的高溫,所以(yi)包(bao)裹著钚(bu)-238同位素的容器是(shi)以(yi)既堅硬又(you)耐高溫的銥所制(zhi)。
銥還被用于X射(she)線(xian)望遠鏡中。錢德拉X射(she)線(xian)天文(wen)臺的(de)(de)反(fan)射(she)鏡上有一層(ceng)(ceng)60納米厚的(de)(de)銥涂層(ceng)(ceng)。在(zai)(zai)測試過多種金(jin)屬之(zhi)后,銥的(de)(de)X射(she)線(xian)反(fan)射(she)能力證明比鎳、金(jin)和鉑都要優勝。這層(ceng)(ceng)銥的(de)(de)平滑程度(du)要有幾個原子以內的(de)(de)準確度(du),須在(zai)(zai)氣態下(xia)在(zai)(zai)高真空(kong)環境中涂在(zai)(zai)鉻(ge)底層(ceng)(ceng)上。
粒(li)子物理學(xue)在反質子的產(chan)生(sheng)過程(cheng)中也用(yong)(yong)到銥。過程(cheng)中,高(gao)強度(du)質子束(shu)射向密度(du)必須很(hen)高(gao)的“轉換目標體(ti)”。雖然可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)(yong)鎢,但銥的優勝之處在于(yu),它可(ke)以(yi)更穩定(ding)地承受入射粒(li)子束(shu)使(shi)溫度(du)升高(gao)時所造成的沖擊波。
碳(tan)(tan)-氫(qing)鍵(jian)活(huo)(huo)化(hua)反(fan)應(C–H活(huo)(huo)化(hua))是斷開(kai)碳(tan)(tan)-氫(qing)鍵(jian)的(de)反(fan)應。這種鍵(jian)在以前曾被認為具有低反(fan)應性。科學(xue)家在1982年(nian)宣布(bu)首(shou)次成(cheng)功活(huo)(huo)化(hua)飽和烴中的(de)C–H鍵(jian),反(fan)應使用銥的(de)有機配合物,使烴進行氧化(hua)加(jia)成(cheng)。
銥配合(he)物(wu)可以用來(lai)催化(hua)不(bu)對稱氫(qing)化(hua)反應。這類催化(hua)劑已被用于合(he)成(cheng)天然產物(wu),并能夠把本(ben)來(lai)難以氫(qing)化(hua)的基底(例如(ru)非官能團(tuan)化(hua)烯烴等)氫(qing)化(hua)成(cheng)其(qi)中一(yi)種對映異構(gou)體。
銥可以形成多種配(pei)合物,在有機發光二極管(OLED)當中(zhong)起到作用。
銥(yi)-鋨(e)合金(jin)(jin)曾被加入到鋼(gang)(gang)筆(bi)(bi)筆(bi)(bi)頭中。1834年開始(shi),一些鋼(gang)(gang)筆(bi)(bi)生(sheng)產商開始(shi)把(ba)銥(yi)安裝(zhuang)在金(jin)(jin)筆(bi)(bi)頭上,這(zhe)是銥(yi)的(de)(de)首(shou)個主要(yao)應用。自1944年起(qi),著名的(de)(de)派(pai)克51鋼(gang)(gang)筆(bi)(bi)就(jiu)有含(han)(han)釕-銥(yi)合金(jin)(jin)的(de)(de)筆(bi)(bi)尖,合金(jin)(jin)中的(de)(de)銥(yi)含(han)(han)量為(wei)3.8%。今天的(de)(de)鋼(gang)(gang)筆(bi)(bi)筆(bi)(bi)頭幾乎(hu)不再含(han)(han)有銥(yi),而是含(han)(han)其他的(de)(de)金(jin)(jin)屬,例如(ru)鎢。
銥-鉑合金曾(ceng)(ceng)經(jing)用于加農炮的(de)點(dian)火(huo)孔(kong)和排氣孔(kong)。根據1867年(nian)巴黎世界博覽(lan)會(hui)的(de)一份(fen)報告,莊信萬(wan)豐所(suo)展(zhan)出的(de)一份(fen)展(zhan)品(pin)“曾(ceng)(ceng)在一把魏渥斯步(bu)槍中(zhong)經(jing)歷超(chao)過(guo)3000發,仍無(wu)損(sun)無(wu)耗。所(suo)有知道火(huo)炮排氣孔(kong)損(sun)耗所(suo)導致的(de)麻(ma)煩(fan)和花費(fei)的(de)人,都會(hui)非常欣賞這一重(zhong)要的(de)應用”。
“銥黑(hei)”是一種染料,它(ta)含有非常細致(zhi)的(de)銥粉末。銥黑(hei)可以把瓷器(qi)染成很深的(de)黑(hei)色(se)(se)。有19世(shi)紀的(de)文獻稱(cheng)“所有其(qi)他的(de)黑(hei)色(se)(se)瓷器(qi)染料與它(ta)一比(bi)較(jiao),都變成了灰色(se)(se)”。
成(cheng)塊的銥(yi)金屬(shu)(shu)(shu)沒有生物(wu)用(yong)途亦(yi)無害,因為(wei)它(ta)不與(yu)生物(wu)組(zu)織反(fan)應。和大(da)(da)部份(fen)金屬(shu)(shu)(shu)一樣,銥(yi)的金屬(shu)(shu)(shu)細粉具有危險性(xing)。這樣的粉末會刺激組(zu)織,且容易(yi)在空氣中燃燒。由于銥(yi)化(hua)合物(wu)的處理量一般都(dou)很低,所以人們(men)對其毒性(xing)所知甚少。不過銥(yi)的可溶鹽,如各種鹵化(hua)銥(yi),則(ze)含有毒性(xing)。大(da)(da)部份(fen)銥(yi)化(hua)合物(wu)都(dou)不可溶,所以很難被人體吸收。
192Ir同(tong)位(wei)素和其他放射(she)性同(tong)位(wei)素一樣是危險的。192Ir所(suo)放出的高能(neng)伽(jia)(jia)馬(ma)(ma)射(she)線會(hui)提高患癌癥的可能(neng)性。外照(zhao)射(she)可導致(zhi)燒傷、輻射(she)中(zhong)毒甚至死亡。攝入192Ir可導致(zhi)腸胃(wei)內(nei)膜燒傷。進入體(ti)內(nei)的192Ir、192mIr和194Ir主(zhu)要會(hui)積(ji)累在肝臟中(zhong),所(suo)放出的伽(jia)(jia)馬(ma)(ma)射(she)線和β輻射(she)會(hui)對身體(ti)造成損(sun)害。