CAS號(hao):7439-88-5
EINECS號(hao):231-095-9
原(yuan)子量:192.22
元素(su)類(lei)型:過渡金屬
體積彈(dan)性模量:320GPa
原子(zi)化焓:628kJ/mol
熱容:25.10J /(mol· K)
導熱系數:147W/(m·K)
導電(dian)性(xing):0.197×106/(cm ·Ω)
熔(rong)化熱:26.10kJ/mol
汽化熱:604.0kJ/mol
原子(zi)體積:8.54cm3/mol
密度:22.56g/cm3
元素在宇宙中的含量(liang):0.002ppm
元素(su)在太陽中的含量:0.002ppm
地殼中含量:0.000003ppm
氧化態:主要:+3,+4其他:0,+1,+2,+5,+6
晶(jing)體結構:晶(jing)胞為面(mian)心立(li)方晶(jing)胞,每(mei)個晶(jing)胞含有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(shi)硬(ying)度:6.5
聲音在其中的傳播速率:4825m/s
發(fa)現人:臺奈特(Tennant)
發現年代:1803年
銥是一種化學元(yuan)素,化學符號是Ir,原子序(xu)數77。
銥(yi)的(de)(de)(de)化學(xue)性質很穩(wen)定(ding)。是(shi)最(zui)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)金屬(shu),銥(yi)對酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)化學(xue)穩(wen)定(ding)性極高,不溶(rong)于酸(suan)(suan)(suan),只有海綿狀(zhuang)的(de)(de)(de)銥(yi)才會緩慢地溶(rong)于熱王(wang)(wang)水(shui)中(zhong),如果是(shi)致密狀(zhuang)態的(de)(de)(de)銥(yi),即使是(shi)沸騰的(de)(de)(de)王(wang)(wang)水(shui),也不能腐(fu)(fu)蝕;但(dan)是(shi),在(zai)(zai)(zai)高溫(wen)加(jia)壓的(de)(de)(de)密閉反應釜中(zhong),銥(yi)在(zai)(zai)(zai)250°C以(yi)上的(de)(de)(de)王(wang)(wang)水(shui)中(zhong)受到明顯腐(fu)(fu)蝕;由20份(fen)濃鹽酸(suan)(suan)(suan)與1份(fen)濃硝酸(suan)(suan)(suan)配置的(de)(de)(de)混酸(suan)(suan)(suan),在(zai)(zai)(zai)相同溫(wen)度與壓力下,對銥(yi)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕性是(shi)王(wang)(wang)水(shui)的(de)(de)(de)20倍(bei)左右(you),因此在(zai)(zai)(zai)化學(xue)分析(xi)中(zhong)常用(yong)來(lai)做消解金屬(shu)銥(yi)的(de)(de)(de)試劑。
銥在350°C的(de)(de)熔(rong)融(rong)(rong)氫(qing)氧化鈉中(未通入空氣)極其耐腐蝕,腐蝕率小于0.005mm/年(約(yue)3.5mdd),但400°C以(yi)上的(de)(de)熔(rong)融(rong)(rong)氫(qing)氧化鈉對銥的(de)(de)腐蝕很嚴(yan)重(zhong);熔(rong)融(rong)(rong)的(de)(de)氫(qing)氧化鉀也可(ke)以(yi)強烈(lie)腐蝕銥。?
在室溫中,致密的(de)金屬銥(yi),對干(gan)燥的(de)氟氣,以及干(gan)燥或者潮濕(shi)的(de)氯,溴,碘,都具有極好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)。沒有可(ke)見腐(fu)蝕(shi)(shi)。
一般的腐蝕劑都不能腐蝕銥。有形成配位(wei)化合物得強烈傾向。
元(yuan)素來源(yuan):在地殼中含量僅有9×10-9%。主要(yao)存在于鋨(e)銥(yi)礦(kuang)中。可用鋅與在提煉(lian)鉑時所(suo)得得鋨(e)銥(yi)合金中分離制得。
元素用途:很多高(gao)熔(rong)點氧(yang)化(hua)物(wu)單晶,是在純(chun)銥(yi)(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)的坩堝中(zhong)進行生(sheng)長的,純(chun)銥(yi)(yi),鉑銥(yi)(yi)合(he)金(jin)(jin),銥(yi)(yi)銠(lao)合(he)金(jin)(jin)多用于制(zhi)(zhi)(zhi)作科學(xue)儀(yi)器、熱電偶(ou)、電阻線等。在鉑中(zhong)加(jia)入銥(yi)(yi),可以提高(gao)鉑在水(shui),酸(suan),鹵素中(zhong)的抗腐(fu)蝕性,以及500°C以下(xia)的機械強(qiang)度,但隨著銥(yi)(yi)含(han)量的增(zeng)加(jia),在900°C以上合(he)金(jin)(jin)在空(kong)氣中(zhong)的氧(yang)化(hua)失重也增(zeng)加(jia)。含(han)10%的銥(yi)(yi)和與90%的鉑的鉑銥(yi)(yi)合(he)金(jin)(jin),因膨脹系數極小(xiao),用來制(zhi)(zhi)(zhi)造國(guo)際標準米(mi)尺,世(shi)界上的千克原器也曾是由鉑銥(yi)(yi)合(he)金(jin)(jin)制(zhi)(zhi)(zhi)作的。
屬于周期表Ⅷ族過(guo)渡(du)元素,元素符號(hao)Ir,原子(zi)序(xu)數(shu)77,原子(zi)量192.22,面心立方晶格,是(shi)一(yi)種(zhong)稀有的貴金屬材料。
簡史1803年英國(guo)(guo)s.Tennant由分離鉑后的黑色殘渣(zha)中發現銥(yi);1813年進行了銥(yi)的第一(yi)次熔化實驗;1860年帝俄(e)造幣(bi)廠用約8kg原生含銥(yi)材料(liao)(liao)和(he)其(qi)他(ta)殘渣(zha)作原料(liao)(liao)進行熔煉,得到一(yi)個1.805kg重(zhong)的銥(yi)錠(ding)。1881年霍(huo)蘭(J.Holland)以“熔化和(he)鑄(zhu)造銥(yi)的工藝”為題(ti)申(shen)請了美國(guo)(guo)專利。此后,各國(guo)(guo)的冶(ye)金工作者們為解決銥(yi)的加(jia)工問題(ti)作了大量工作。
性能(neng):(1)熔(rong)點2450℃,銥(yi)制品使用溫(wen)度可(ke)達2100~2200℃;(2)彈性模量高(538.3GPa),泊松(song)系(xi)數低(0.26),低溫(wen)塑性很(hen)差;(3)是最耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)金屬(shu),致密態銥(yi)不溶于所有(you)無機(ji)酸,也(ye)不被其(qi)他金屬(shu)熔(rong)體(ti)浸(jin)蝕(shi)(shi),例(li)如熔(rong)化的(de)(de)(de)鉛、鋅、鎳、鐵、金等(deng);能(neng)耐(nai)許多熔(rong)融(rong)試劑和高溫(wen)硅酸鹽的(de)(de)(de)浸(jin)蝕(shi)(shi);(4)像其(qi)他鉑族金屬(shu)合(he)金一(yi)樣,銥(yi)合(he)金能(neng)牢固吸附有(you)機(ji)物,可(ke)作催化劑材料;(5)銥(yi)在空氣或氧氣中(zhong)600℃以上(shang)生成IrO?,并(bing)在1100℃分解;在1227℃空氣中(zhong)銥(yi)的(de)(de)(de)揮發(fa)量為鉑的(de)(de)(de)100倍。銥(yi)可(ke)采用高頻或中(zhong)頻爐(lu)、電弧爐(lu)、電子束等(deng)熔(rong)煉。銥(yi)在1600℃以上(shang)具(ju)有(you)好的(de)(de)(de)塑性,通常進行熱加工。
用(yong)途(tu)(tu):銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)高熔點、高穩(wen)定性(xing)使其在(zai)很多特殊場合具有重要(yao)用(yong)途(tu)(tu),但銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)脆性(xing)和(he)高溫損耗在(zai)一(yi)定程度上限制(zhi)了(le)它的(de)(de)應用(yong)。銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)最早(zao)應用(yong)是(shi)作(zuo)筆(bi)尖材(cai)料(liao)(liao),后來又提出了(le)注射(she)針頭(tou)、天平刀刃、羅盤支架(jia)、電觸頭(tou)等(deng)方面(mian)的(de)(de)用(yong)途(tu)(tu)。銥(yi)(yi)(yi)(yi)坩(gan)堝可用(yong)于(yu)生(sheng)長難熔氧(yang)化(hua)物晶體,該坩(gan)堝能(neng)(neng)在(zai)2100~2200℃工作(zuo)幾千小時(shi),是(shi)重要(yao)的(de)(de)貴金屬器皿材(cai)料(liao)(liao)。銥(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)高溫抗氧(yang)化(hua)性(xing)和(he)熱(re)電性(xing)能(neng)(neng)使銥(yi)(yi)(yi)(yi)/銥(yi)(yi)(yi)(yi)銠熱(re)電偶(ou)成(cheng)為惟一(yi)能(neng)(neng)在(zai)大氣中測(ce)量達2100℃高溫的(de)(de)貴金屬測(ce)溫材(cai)料(liao)(liao);可用(yong)作(zuo)放(fang)射(she)性(xing)熱(re)源的(de)(de)容器材(cai)料(liao)(liao);陽極氧(yang)化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)膜是(shi)一(yi)種有前(qian)途(tu)(tu)的(de)(de)電顯色材(cai)料(liao)(liao)。Ir-192是(shi)γ射(she)線源,可用(yong)于(yu)無(wu)損探(tan)傷和(he)放(fang)射(she)化(hua)學治療。同時(shi),銥(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)一(yi)個很重要(yao)的(de)(de)合金化(hua)元素,一(yi)些(xie)銥(yi)(yi)(yi)(yi)合金使用(yong)在(zai)某些(xie)關鍵(jian)部門;銥(yi)(yi)(yi)(yi)化(hua)合物亦(yi)有其特有用(yong)途(tu)(tu)。
銥的(de)(de)發現(xian)(xian)與鉑(bo)以及其他鉑(bo)系(xi)元素(su)息息相關。古埃塞俄比亞(ya)人和南(nan)美洲各文(wen)化的(de)(de)人自古便有使(shi)用自然產生的(de)(de)鉑(bo)金(jin)屬,當中必定含有少量其他鉑(bo)系(xi)元素(su),這也包(bao)括銥。17世(shi)紀西班牙征服(fu)者在(zai)今天的(de)(de)哥倫比亞(ya)喬科省發現(xian)(xian)了鉑(bo),并將其帶(dai)到歐洲。然而直到1748年,科學(xue)家才發現(xian)(xian)它并不是任何已知(zhi)金(jin)屬的(de)(de)合金(jin),而是一種全新的(de)(de)元素(su)。
當時研(yan)究鉑的(de)化(hua)學家(jia)將(jiang)它置于王水(鹽酸和硝酸的(de)混合物(wu))當中,從而(er)產生可溶(rong)鹽。制(zhi)成的(de)溶(rong)液每(mei)次都留(liu)下少(shao)量(liang)深色(se)的(de)不可溶(rong)殘(can)留(liu)物(wu)。約瑟夫·普魯(lu)斯特曾(ceng)以為這一殘(can)留(liu)物(wu)是(shi)石墨。法國化(hua)學家(jia)維多·科萊-德科提爾(Victor Collet-Descotils)、福爾克拉伯爵安東萬·弗朗(lang)索瓦(Antoine Fran?ois, comte de Fourcroy)和路易·尼古拉·沃克朗(lang)(Louis Nicolas Vauquelin)在1803年也同樣(yang)觀察到(dao)了這一黑(hei)色(se)殘(can)留(liu)物(wu),但因量(liang)太少(shao)而(er)沒有進行進一步(bu)實驗。
1803年,英(ying)國化(hua)學家史(shi)密森·特(te)南(nan)特(te)分(fen)析了(le)殘留物,并(bing)推斷(duan)其中必含(han)新(xin)的金屬元(yuan)(yuan)素。沃(wo)克朗(lang)把該(gai)粉末來回在(zai)酸堿中浸洗,取得(de)了(le)一(yi)種揮發性氧(yang)化(hua)物。他認為這是新(xin)元(yuan)(yuan)素的氧(yang)化(hua)物,并(bing)把新(xin)元(yuan)(yuan)素命名為“ptene”,源于(yu)希(xi)臘文的“πτηνο?”(ptènos),即“有(you)翼的”。特(te)南(nan)特(te)則擁有(you)更大量的殘留物,并(bing)在(zai)不久后辨認出兩種新(xin)元(yuan)(yuan)素,也(ye)就是鋨和銥(yi)。在(zai)一(yi)連串用到氫氧(yang)化(hua)鈉(na)和氫氯(lv)酸的反應之后,他制成了(le)一(yi)種深紅色晶體(ti)(很(hen)可能是Na2[IrCl6]·nH2O)。銥(yi)的許多鹽都(dou)有(you)鮮艷的顏色,所以(yi)特(te)南(nan)特(te)取希(xi)臘神話(hua)中的彩虹女神伊里(li)斯(si)(?ρι?,Iris)之名,把銥(yi)命名為“Iridium”。元(yuan)(yuan)素的發現被記錄在(zai)1804年6月21日致皇家學院的一(yi)封信中。
1813年(nian)(nian),英國(guo)化(hua)(hua)學家約翰·喬治·求爾(er)(er)(er)德倫(John George Children)首(shou)次(ci)熔(rong)化(hua)(hua)銥金(jin)屬(shu)。1842年(nian)(nian),羅伯特·海爾(er)(er)(er)(Robert Hare)首(shou)次(ci)取得(de)(de)高(gao)純度銥金(jin)屬(shu)。他量得(de)(de)的銥密度為21.8 g/cm3,并發現這一金(jin)屬(shu)幾乎不可延展,且硬度極高(gao)。1860年(nian)(nian),亨利·愛丁·圣克萊(lai)爾(er)(er)(er)·德維爾(er)(er)(er)和(he)朱爾(er)(er)(er)·亨利·德布(bu)雷(Jules Henri Debray)第一次(ci)大(da)量熔(rong)化(hua)(hua)銥。每公(gong)斤銥的熔(rong)化(hua)(hua)過程需要超過300升的純O2和(he)H2。
銥(yi)如此難熔化(hua)塑性,這大大限制了(le)(le)它的(de)(de)實(shi)際應用。約(yue)翰·艾薩克·霍金(jin)斯(si)(John Isaac Hawkins)在(zai)(zai)(zai)1834年(nian)發明了(le)(le)裝(zhuang)有銥(yi)造筆尖(jian)的(de)(de)金(jin)質鋼筆。1880年(nian),約(yue)翰·霍蘭德(de)(John Holland)和威(wei)廉·洛(luo)弗(fu)蘭德(de)·達德(de)利(William Lofland Dudley)利用磷大大簡化(hua)了(le)(le)銥(yi)的(de)(de)熔化(hua)過程,并在(zai)(zai)(zai)美國申請了(le)(le)專利。英國莊信(xin)萬豐(feng)公司(si)之(zhi)后表示,他們早在(zai)(zai)(zai)1837年(nian)就開始使(shi)用類(lei)似的(de)(de)方法熔解銥(yi),而且已在(zai)(zai)(zai)多個(ge)世(shi)界博覽會展出經(jing)熔融(rong)制成的(de)(de)銥(yi)。奧托·佛斯(si)納(Otto Feussner)在(zai)(zai)(zai)1993年(nian)第一次在(zai)(zai)(zai)熱電偶中使(shi)用銥(yi)-釕合金(jin)材料,使(shi)這種新型器(qi)材能(neng)夠測量高(gao)達2000 °C的(de)(de)溫(wen)度。
1957年,魯道夫·穆(mu)斯(si)堡爾(er)在只含Ir的固體金屬樣(yang)本中,發(fa)現(xian)(xian)原(yuan)(yuan)子能夠進(jin)行無(wu)反沖(chong)的γ射線共振發(fa)射及吸收。他所進(jin)行的實(shi)驗是20世紀(ji)標(biao)志性的物(wu)(wu)(wu)理實(shi)驗之一(yi)。此現(xian)(xian)象稱為穆(mu)斯(si)堡爾(er)效(xiao)(xiao)應(ying)(其(qi)他呈現(xian)(xian)該效(xiao)(xiao)應(ying)的原(yuan)(yuan)子核也(ye)陸續(xu)被(bei)發(fa)現(xian)(xian),如Fe),是穆(mu)斯(si)堡爾(er)譜學的中心原(yuan)(yuan)理,在物(wu)(wu)(wu)理學、化(hua)學、生物(wu)(wu)(wu)化(hua)學、冶金學和礦物(wu)(wu)(wu)學中都有重要的應(ying)用。論文發(fa)布的僅(jin)僅(jin)3年之后(hou),即(ji)1961年,穆(mu)斯(si)堡爾(er)就因這一(yi)發(fa)現(xian)(xian)獲得了諾貝(bei)爾(er)物(wu)(wu)(wu)理學獎,時年32歲。
銥屬(shu)于鉑系金屬(shu),和(he)鉑一樣呈白色,另(ling)帶少(shao)許黃(huang)色。銥堅硬易碎,熔點(dian)也(ye)非常高(gao),所以(yi)很難(nan)鑄造(zao)和(he)塑性(xing)。制造(zao)工序因此一般使用粉末冶金。銥是唯(wei)一一種在(zai)1600 °C以(yi)上的(de)空氣(qi)中仍保持優良力(li)學(xue)性(xing)質的(de)金屬(shu)。其沸點(dian)極(ji)高(gao),在(zai)所有(you)元素(su)中排第10位。銥在(zai)0.14 K以(yi)下會(hui)呈現超導(dao)體性(xing)質。
銥(yi)的(de)彈性模量在低于鋨,為所有金屬中第二高。其剪切模量很(hen)高,泊松比很(hen)低,因此具有很(hen)高的(de)剛度(du),使(shi)得銥(yi)的(de)加工生(sheng)產過程非常困難。盡管生(sheng)產不易,價格昂貴,但銥(yi)還是有多(duo)項應用,包括在極端條(tiao)件下加強機械(xie)的(de)強度(du)。
銥的密(mi)度(du)(du)在所有元素中(zhong)排第二位,僅比鋨(e)稍(shao)低。由于(yu)密(mi)度(du)(du)值(zhi)十分相近(jin),測量(liang)也并(bing)不容易,所以這兩個元素到底哪(na)一個密(mi)度(du)(du)更高曾經并(bing)沒有定論。通過原子(zi)量(liang)來計算密(mi)度(du)(du)值(zhi),2013年的結論是(shi):銥的密(mi)度(du)(du)是(shi)22.56g/cm3,鋨(e)的密(mi)度(du)(du)是(shi)22.59g/cm3,兩者差(cha)值(zhi)僅為0.027g/cm3。但鋨(e)的原子(zi)量(liang)測量(liang)仍(reng)缺少大量(liang)實(shi)驗驗證(zheng),因此(ci)銥與鋨(e)哪(na)個密(mi)度(du)(du)更高至今還無法(fa)下結論。
銥(yi)是(shi)抗腐蝕性(xing)最強的金屬之(zhi)一:它能夠在(zai)高(gao)溫(wen)下抵御幾乎所有(you)酸、王水、熔(rong)融(rong)(rong)金屬,甚至是(shi)硅(gui)酸鹽。但是(shi)某些熔(rong)融(rong)(rong)鹽,如(ru)氰(qing)化鈉(na)和(he)氰(qing)化鉀,以及氧氣和(he)鹵(lu)素單質(特別是(shi)氟氣)在(zai)高(gao)溫(wen)下還是(shi)可以侵蝕銥(yi)的。
銥(yi)(yi)化(hua)合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)氧(yang)化(hua)態(tai)介(jie)乎(hu)?3和+6,最常(chang)見的(de)(de)有(you)+3和+4。高氧(yang)化(hua)態(tai)的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)(wu)比較罕見,包括IrF6和兩種(zhong)混合(he)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)Sr2MgIrO6及(ji)Sr2CaIrO6。2009年,科學家利用基質隔離方(fang)法(fa)(在6K的(de)(de)氬氣(qi)中)對過(guo)氧(yang)化(hua)銥(yi)(yi)配合(he)物(wu)(wu)進(jin)行(xing)紫(zi)外線照射,制成了四(si)氧(yang)化(hua)銥(yi)(yi)(IrO4)。然而這一化(hua)合(he)物(wu)(wu)預計在更高的(de)(de)溫度下無法(fa)穩定(ding)保持固體狀態(tai)。
各價態的離子及化合物舉(ju)例
-3 價(jia) : [Ir(CO)3]3-
-1 價 : [Ir(CO)3(PPh3)]-
0 價 : Ir4(CO)12
+1 價(jia): Ir(CO)Cl(PPh3)2
+2 價: IrCl2
+3 價:IrCl3
+4 價: IrO2
+5 價: Ir4F20
+6 價: IrF6
二(er)(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)(IrO2)為(wei)棕色粉末,是(shi)銥(yi)(yi)唯(wei)一一種性質(zhi)已(yi)經過充分研究(jiu)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)。三(san)氧化(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)銥(yi)(yi)是(shi)一種黑藍(lan)色粉末,在硝酸中會氧化(hua)(hua)(hua)成IrO2。其他已(yi)知的(de)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)包(bao)括二(er)(er)(er)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)、二(er)(er)(er)硒(xi)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)、三(san)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)銥(yi)(yi)和(he)三(san)硒(xi)化(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)銥(yi)(yi)等,另外也有研究(jiu)指出IrS3的(de)存在。銥(yi)(yi)還可以形成氧化(hua)(hua)(hua)態為(wei)+4和(he)+5的(de)銥(yi)(yi)酸,如K2IrO3和(he)KIrO3。在高溫下使(shi)銥(yi)(yi)與氧化(hua)(hua)(hua)鉀或(huo)超氧化(hua)(hua)(hua)鉀反應(ying),就可取得(de)這些銥(yi)(yi)酸。
目前尚未(wei)發(fa)現(xian)化學式為(wei)(wei)IrxHy的(de)氫銥(yi)二元化合物(wu),但有些(xie)已知配合物(wu)包含IrH4?和(he)IrH3?離(li)子(zi),其(qi)中(zhong)(zhong)銥(yi)的(de)氧化態分別(bie)為(wei)(wei)+1和(he)+3。科學家認為(wei)(wei),Mg6Ir2H11當中(zhong)(zhong)同(tong)時存在IrH??以及(ji)含18個電(dian)子(zi)的(de)IrH5?離(li)子(zi)。
銥(yi)(yi)并不形(xing)成(cheng)一鹵(lu)(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物和二鹵(lu)(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物,而(er)(er)是會與每一種(zhong)鹵(lu)(lu)素形(xing)成(cheng)對(dui)應(ying)的三鹵(lu)(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物IrX3。氧化(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)為+4或(huo)以上(shang)的鹵(lu)(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)物只有四(si)氟(fu)(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)、五氟(fu)(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)和六(liu)氟(fu)(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)。六(liu)氟(fu)(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)(IrF6)是一種(zhong)反應(ying)性(xing)很高的揮(hui)發性(xing)黃色固體(ti),其分子結構呈八面(mian)體(ti)形(xing)。它在水(shui)中會分解,而(er)(er)且銥(yi)(yi)黑(即金屬(shu)銥(yi)(yi)粉末)可將其還原成(cheng)晶體(ti)狀的四(si)氟(fu)(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)(IrF4)。五氟(fu)(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(yi)的特性(xing)相似,但它其實是一種(zhong)四(si)聚體(ti)Ir4F20,由(you)四(si)個角對(dui)角連接的八面(mian)體(ti)所(suo)形(xing)成(cheng)。
工業(ye)上(shang)最重要的(de)(de)銥(yi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)是六(liu)氯(lv)銥(yi)酸(suan)(H2IrCl6)及(ji)其銨鹽。銥(yi)的(de)(de)純化(hua)(hua)(hua)過程、大多數銥(yi)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)的(de)(de)生產初(chu)始(shi)步驟以(yi)及(ji)陽極涂(tu)層的(de)(de)制(zhi)備過程都(dou)要用(yong)到(dao)這些(xie)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)。IrCl2?離(li)子(zi)呈棕黑色,能夠輕(qing)易(yi)還(huan)原成淺色的(de)(de)IrCl3?,且該反應可(ke)(ke)以(yi)逆轉(zhuan)。三(san)(san)(san)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)(IrCl3)常被(bei)用(yong)作其他(ta)Ir(III)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)的(de)(de)制(zhi)備原料。氯(lv)和銥(yi)粉末(mo)在(zai)650°C經氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反應會形成無(wu)水(shui)三(san)(san)(san)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銥(yi),而Ir2O3溶于(yu)氫氯(lv)酸(suan)中則可(ke)(ke)制(zhi)成水(shui)合(he)(he)三(san)(san)(san)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銥(yi)。另一種類(lei)似的(de)(de)制(zhi)備原料是六(liu)氯(lv)銥(yi)酸(suan)銨((NH4)3IrCl6)。三(san)(san)(san)價(jia)銥(yi)配合(he)(he)物(wu)具(ju)抗(kang)磁性,分子(zi)結構一般為八面(mian)體型。
銥(yi)(yi)的(de)有機化(hua)合(he)(he)(he)物(wu)含(han)有銥(yi)(yi)﹣碳鍵(jian),其中銥(yi)(yi)的(de)氧(yang)化(hua)態(tai)通常較低。比(bi)如,十二(er)羰(tang)(tang)基(ji)四(si)銥(yi)(yi)(Ir4(CO)12)是最常見兼最穩定的(de)金屬(shu)羰(tang)(tang)基(ji)配(pei)合(he)(he)(he)物(wu),當(dang)中的(de)銥(yi)(yi)就(jiu)處于0氧(yang)化(hua)態(tai)。十二(er)羰(tang)(tang)基(ji)四(si)銥(yi)(yi)中的(de)每一個銥(yi)(yi)原子(zi)都與另(ling)外三個鍵(jian)合(he)(he)(he),形成(cheng)四(si)面體(ti)原子(zi)簇(cu)。一些重要的(de)Ir(I)有機化(hua)合(he)(he)(he)物(wu)都是以發現者命(ming)名(ming)的(de)。這(zhe)(zhe)包括沃什卡(ka)配(pei)合(he)(he)(he)物(wu)(IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),它(ta)會與O2氧(yang)分(fen)子(zi)鍵(jian)合(he)(he)(he),這(zhe)(zhe)種特(te)(te)(te)性十分(fen)特(te)(te)(te)殊。克拉布(bu)特(te)(te)(te)利催化(hua)劑(ji)(Crabtree's catalyst)是一種用于氫(qing)化(hua)反(fan)應(ying)的(de)均(jun)相催化(hua)劑(ji)。這(zhe)(zhe)些化(hua)合(he)(he)(he)物(wu)都屬(shu)于平面正(zheng)方形d配(pei)合(he)(he)(he)物(wu),共有16個價(jia)電子(zi),因(yin)此(ci)反(fan)應(ying)性很(hen)高。
銥有兩(liang)(liang)種自然(ran)(ran)穩(wen)定同位(wei)(wei)素:191Ir和193Ir,豐度分別為37.3%和62.7%。已人工合成(cheng)的(de)放射(she)(she)(she)性(xing)(xing)同位(wei)(wei)素共有34種,質(zhi)量數從(cong)164至(zhi)199不等(deng)。192Ir夾(jia)在(zai)(zai)兩(liang)(liang)個(ge)穩(wen)定同位(wei)(wei)素之間,也是(shi)(shi)最穩(wen)定的(de)放射(she)(she)(she)性(xing)(xing)同位(wei)(wei)素,半衰期為73.827天(tian)(tian)。這一同位(wei)(wei)素在(zai)(zai)近距(ju)離治療和工業(ye)射(she)(she)(she)線(xian)照(zhao)相技術中(zhong)具有用途(tu),特別是(shi)(shi)在(zai)(zai)天(tian)(tian)然(ran)(ran)氣工業(ye)中(zhong)用于(yu)無(wu)損檢測(ce)鋼(gang)鐵(tie)的(de)焊接(jie)處。銥-192曾(ceng)造成(cheng)多宗輻射(she)(she)(she)意外(wai)(wai)。另外(wai)(wai)有三個(ge)同位(wei)(wei)素的(de)半衰期在(zai)(zai)一天(tian)(tian)以(yi)上:188Ir、189Ir和190Ir。質(zhi)量數低(di)于(yu)191的(de)同位(wei)(wei)素會同時進(jin)行β衰變、α衰變以(yi)及質(zhi)子發射(she)(she)(she),但有兩(liang)(liang)者除外(wai)(wai):189Ir進(jin)行電(dian)子捕獲,而(er)190Ir進(jin)行正電(dian)子發射(she)(she)(she)。質(zhi)量數高于(yu)191的(de)同位(wei)(wei)素則進(jin)行β衰變,其中(zhong)192Ir會少量進(jin)行電(dian)子捕獲。所有銥同位(wei)(wei)素都(dou)是(shi)(shi)在(zai)(zai)1934至(zhi)2001年間發現的(de),其中(zhong)最新發現的(de)是(shi)(shi)171Ir。
銥(yi)共(gong)有32種已知(zhi)同(tong)核異構(gou)體,質量數介乎(hu)164到197。最穩定(ding)(ding)(ding)的(de)同(tong)核異構(gou)體是192m2Ir,它會經同(tong)核異能躍遷(qian),半(ban)衰期為(wei)241年,因(yin)此比所有處于(yu)基態的(de)放射(she)性同(tong)位素都(dou)要穩定(ding)(ding)(ding)。最不穩定(ding)(ding)(ding)的(de)異構(gou)體是190m3Ir,其半(ban)衰期只有2微秒。191Ir是所有元素中(zhong)首個(ge)被(bei)證實呈現穆斯(si)(si)堡爾效(xiao)應的(de)同(tong)位素。該同(tong)位素應用在穆斯(si)(si)堡爾光(guang)譜分析中(zhong),在物理學(xue)(xue)、化學(xue)(xue)、生物化學(xue)(xue)、冶金學(xue)(xue)和礦(kuang)物學(xue)(xue)等(deng)領域都(dou)有用到。
銥屬(shu)鉑系(xi)元(yuan)素(su)(su)。鉑系(xi)元(yuan)素(su)(su)幾乎(hu)完全成單質狀態存(cun)在(zai)(zai),高度(du)分(fen)散在(zai)(zai)各(ge)種礦石中,例如原鉑礦、硫(liu)化鎳銅礦、磁鐵礦等(deng)。鉑系(xi)元(yuan)素(su)(su)幾乎(hu)無例外地共同存(cun)在(zai)(zai),形成天然(ran)合金(jin)。在(zai)(zai)含(han)(han)鉑系(xi)元(yuan)素(su)(su)礦石中,通(tong)常以鉑為主要成分(fen),而其余鉑系(xi)元(yuan)素(su)(su)則因(yin)含(han)(han)量較小,必須經(jing)過化學分(fen)析才能被(bei)發現。由于(yu)鋨、銥、鈀、銠(lao)和釕都與鉑共同組成礦石,因(yin)此它(ta)們都是(shi)從鉑礦提取鉑后的(de)殘渣(zha)中發現的(de)。
鉑系(xi)元素化(hua)學性質穩定(ding)。它(ta)們中(zhong)(zhong)除鉑和鈀外,不(bu)(bu)但(dan)不(bu)(bu)溶(rong)于(yu)(yu)(yu)普(pu)通的(de)酸(suan),而且不(bu)(bu)溶(rong)于(yu)(yu)(yu)王(wang)水。鉑很易溶(rong)于(yu)(yu)(yu)王(wang)水,鈀還溶(rong)于(yu)(yu)(yu)熱(re)硝酸(suan)中(zhong)(zhong)。所有鉑系(xi)元素都有強烈形(xing)成配位化(hua)合(he)物的(de)傾向。1803年,法國化(hua)學家科勒(le)德士戈蒂等人(ren)研究了鉑系(xi)礦石溶(rong)于(yu)(yu)(yu)王(wang)水后的(de)渣子。他們宣(xuan)布殘渣中(zhong)(zhong)有兩種不(bu)(bu)同于(yu)(yu)(yu)鉑的(de)新金屬存在,它(ta)們不(bu)(bu)溶(rong)于(yu)(yu)(yu)王(wang)水。1804年,泰納爾發現(xian)并命名(ming)了它(ta)們。其中(zhong)(zhong)一(yi)個命名(ming)為irdium(銥),元素符號(hao)定(ding)為Ir。這一(yi)詞GD來自希臘文iris,原意是“虹(hong)”。這可能是由(you)于(yu)(yu)(yu)二氧化(hua)銥的(de)水合(he)物IrO2·2H2O傳或(huo)(huo)(huo)Ir(OH)4,從溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)析(xi)出沉淀時,顏色或(huo)(huo)(huo)青、或(huo)(huo)(huo)紫、或(huo)(huo)(huo)深藍、或(huo)(huo)(huo)黑,GA隨著沉淀的(de)情況而改變。
銥金(jin):是稀(xi)有(you)貴(gui)重金(jin)屬(shu),是鉑和銥的合(he)(he)金(jin),稀(xi)有(you)程度在鉑金(jin)之上(shang)。其熔點(dian)、強(qiang)度和硬(ying)度都(dou)很高(gao)。顏色為(wei)銀白色,具強(qiang)金(jin)屬(shu)光澤,硬(ying)度7。相對密(mi)度22.40,性(xing)脆但在高(gao)溫下(xia)可(ke)壓成箔片或拉成細(xi)絲,熔點(dian)高(gao),達(da)2454℃。化學(xue)性(xing)質非(fei)常(chang)(chang)穩定(ding),不溶于(yu)王水。主要用于(yu)制(zhi)(zhi)(zhi)造科學(xue)儀(yi)器(qi)、熱電偶(ou)、電阻(zu)綾等。高(gao)硬(ying)度的鐵銥和銥鉑合(he)(he)金(jin),常(chang)(chang)用來(lai)制(zhi)(zhi)(zhi)造筆尖(jian)和鉑金(jin)首飾。由于(yu)其極高(gao)的熔點(dian)和超強(qiang)的抗腐蝕(shi)性(xing),銥在高(gao)水平技術領域中得到(dao)廣泛的使用,如航天技術,制(zhi)(zhi)(zhi)藥和汽(qi)車行業。
銥絲:呈細絲狀金(jin)(jin)屬銥加(jia)工(gong)材(cai)料。銥絲的電阻(zu)系(xi)數為6.03×10-2Ωmm2/m,抗拉強(qiang)度1493MPa,伸長率10%~20%。用粉末冶金(jin)(jin)法和熔(rong)鑄(zhu)-壓力加(jia)工(gong)法均可生(sheng)產出Ф0.15mm細絲。銥絲用作高溫(wen)抗氧化(hua)熱(re)電偶材(cai)料和燈絲材(cai)料。Ir-W熱(re)電偶E(2200℃)=44.19mV,在(zai)1000~2000℃范圍內,熱(re)電勢(shi)與(yu)溫(wen)度的關系(xi)幾乎成直線,但只能在(zai)中性(xing)氣氛或真空(kong)中使用。
銥合(he)金:以(yi)銥為基加入其他元素組成(cheng)的(de)合(he)金。常用的(de)銥合(he)金有Ir-40Rh、Ir-70Rh、Ir-20Ru、Ir-10Ru等(deng)合(he)金。其主(zhu)(zhu)要特點是熱電性能(neng)良好、高溫抗氧(yang)化(hua)、耐腐蝕。Ir-Ru系合(he)金硬(ying)而脆(cui)難(nan)于(yu)加工。銥合(he)金主(zhu)(zhu)要用作高溫抗氧(yang)化(hua)熱電偶(ou)及電接觸材料,用Ir-Rh做熱電偶(ou)使(shi)用溫度(du)可(ke)高達(da)2000℃以(yi)上。
銥銠合(he)金(jin):是銥和(he)銠的(de)(de)二元合(he)金(jin),在高(gao)(gao)溫下為(wei)連(lian)續固(gu)溶體,有IrRh10、IrRh40、IrRh50和(he)IrRh-70等合(he)金(jin)。Ir-Rh40合(he)金(jin)的(de)(de)鑄態(tai)維(wei)氏(shi)硬度(du)1736MPa,IrPh70的(de)(de)為(wei)1422MPa。合(he)金(jin)的(de)(de)高(gao)(gao)溫抗(kang)氧化(hua)能力(li)比(bi)純(chun)銥強,在2000℃時IrRh60氧化(hua)失重(zhong)約5%。而純(chun)銥失重(zhong)高(gao)(gao)達(da)27%。用(yong)(yong)高(gao)(gao)頻爐氬氣保護(hu)熔煉,鑄錠經(jing)熱軋和(he)適量的(de)(de)冷加工成(cheng)材。主要用(yong)(yong)作高(gao)(gao)溫抗(kang)氧化(hua)熱電偶,使用(yong)(yong)溫度(du)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(zui)高(gao)(gao),在2000℃時可達(da)17.18mV。
發現的(de)鉑族礦(kuang)(kuang)物(wu)和含鉑族元(yuan)素(su)的(de)礦(kuang)(kuang)物(wu)已超過80種(zhong),加上(shang)變種(zhong)和未定名礦(kuang)(kuang)物(wu)已達200個。在(zai)自然(ran)界中(zhong),鉑族金屬(shu)主國呈自然(ran)元(yuan)素(su)、自然(ran)合金、銻(ti)化(hua)(hua)(hua)物(wu)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)、硫(liu)砷化(hua)(hua)(hua)物(wu)和鉍碲化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)單獨礦(kuang)(kuang)物(wu)存在(zai),部分呈類質同像存在(zai)于硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu),如黃銅(tong)礦(kuang)(kuang)、鎳(nie)黃鐵礦(kuang)(kuang)、紫硫(liu)鎳(nie)(鐵)礦(kuang)(kuang)等中(zhong)。
銥是(shi)(shi)地(di)(di)球地(di)(di)殼中最稀有的(de)(de)元素(su)之(zhi)一(yi),平均(jun)質量(liang)比(bi)例只有百萬分之(zhi)0.001。金的(de)(de)豐度(du)是(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)40倍(bei),鉑是(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)10倍(bei),而(er)銀和汞都是(shi)(shi)它(ta)的(de)(de)80倍(bei)。相(xiang)比(bi)之(zhi)下,銥在(zai)隕(yun)石里的(de)(de)含(han)量(liang)則高很(hen)多,一(yi)般在(zai)百萬分之(zhi)0.5以上。科學家(jia)相(xiang)信,銥在(zai)整個地(di)(di)球的(de)(de)含(han)量(liang)比(bi)在(zai)地(di)(di)殼中的(de)(de)含(han)量(liang)高很(hen)多,但由(you)于(yu)它(ta)密度(du)高,而(er)且具親鐵性,所以在(zai)地(di)(di)球仍處于(yu)熔融狀態時(shi),就已沉到地(di)(di)球的(de)(de)內(nei)核了。
銥(yi)在自(zi)然(ran)中以純金(jin)屬或合金(jin)的(de)形態出現(xian),尤其是(shi)各種比例的(de)銥(yi)﹣鋨合金(jin)。鎳和銅礦(kuang)藏中含(han)有(you)鉑(bo)(bo)系金(jin)屬的(de)硫化(hua)(hua)物(wu)(如(Pt,Pd)S)、碲(di)化(hua)(hua)物(wu)(如PtBiTe)、銻化(hua)(hua)物(wu)(PdSb)和砷化(hua)(hua)物(wu)(如PtAs2)。這些化(hua)(hua)合物(wu)中的(de)鉑(bo)(bo)會被少量的(de)銥(yi)和鋨元素取代。與其他鉑(bo)(bo)系元素一樣(yang),銥(yi)可以形成自(zi)然(ran)鎳合金(jin)及銅合金(jin)。
地殼中有(you)(you)三種地質(zhi)結構(gou)的(de)(de)銥(yi)含量最(zui)高(gao):火成(cheng)巖、撞擊坑以(yi)及(ji)前二者演化而成(cheng)的(de)(de)地質(zhi)結構(gou)。最(zui)大(da)的(de)(de)已知礦(kuang)藏有(you)(you)南(nan)非的(de)(de)布什維爾(er)德(de)火成(cheng)雜巖體、俄羅斯(si)(si)的(de)(de)諾里爾(er)斯(si)(si)克及(ji)加拿大(da)的(de)(de)索德(de)柏立盆地等。美(mei)國有(you)(you)較小的(de)(de)鋨礦(kuang)藏。銥(yi)也出現(xian)在次生礦(kuang)藏中,與(yu)沖(chong)積層礦(kuang)藏中的(de)(de)鉑(bo)(bo)以(yi)及(ji)其他鉑(bo)(bo)系元(yuan)素(su)結合(he)。前哥倫(lun)布時期(qi)哥倫(lun)比亞喬(qiao)科省居民所用的(de)(de)沖(chong)積層礦(kuang)藏至(zhi)今仍是鉑(bo)(bo)系元(yuan)素(su)的(de)(de)一大(da)來(lai)源。截至(zhi)2003年,并沒(mei)有(you)(you)數據記錄全球銥(yi)儲藏量。
白堊紀﹣第三紀界線
6600萬年前(qian)形(xing)成的(de)K-E界線(xian)記錄(lu)了從白堊(e)紀到(dao)古(gu)近紀的(de)轉折點,此地(di)層的(de)黏土的(de)銥含(han)量異常高。路(lu)易斯·阿爾(er)(er)瓦雷茨(ci)(ci)為首的(de)研究團(tuan)隊在1980年提(ti)出假說,指這一地(di)層中的(de)銥是(shi)小行星或彗(hui)星撞(zhuang)擊地(di)球時帶來的(de)。這一理(li)論稱(cheng)為阿爾(er)(er)瓦雷茨(ci)(ci)假說,目前(qian)被公認為恐龍滅絕的(de)最(zui)佳解釋(shi)。后來人們在中美洲尤卡坦半島地(di)底發現了約6600萬年前(qian)形(xing)成的(de)大(da)型撞(zhuang)擊坑(keng)(keng),即希克(ke)蘇(su)魯伯(bo)隕(yun)(yun)石坑(keng)(keng),這很可能就是(shi)阿爾(er)(er)瓦雷茨(ci)(ci)假說中那顆隕(yun)(yun)石的(de)撞(zhuang)擊地(di)點。杜威·麥(mai)克(ke)林(Dewey M. McLean)等人則認為是(shi)火(huo)山(shan)活(huo)動把銥帶到(dao)地(di)球表面的(de),因為地(di)球深處(chu)存在更多的(de)銥元素(su),而且許(xu)多火(huo)山(shan)至今仍在放出銥,如留尼汪島上的(de)富爾(er)(er)奈斯火(huo)山(shan)。
金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的提(ti)取:砂鉑(bo)礦或含(han)(han)(han)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的砂金(jin)(jin)(jin)(jin)礦用重選法富集(ji)可(ke)得精礦,鉑(bo)或鋨、銥的含(han)(han)(han)量能達(da)70-90%,可(ke)直接(jie)精煉。50年代以(yi)來(lai)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)主要從(cong)銅(tong)鎳硫化物共生礦中提(ti)取,小部(bu)分(fen)從(cong)煉銅(tong)副(fu)產(chan)品中提(ti)取。鉑(bo)族(zu)含(han)(han)(han)量高(gao)的冰鎳,在氧壓下硫酸(suan)浸出,或氯化冶金(jin)(jin)(jin)(jin)分(fen)離(li)其(qi)他(ta)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)后(hou)獲(huo)得鉑(bo)族(zu)精礦。鉑(bo)族(zu)精礦經(jing)過直接(jie)溶解、分(fen)離(li)、提(ti)純,或先(xian)將鋨、釕氧化揮發他(ta)離(li)后(hou),再分(fen)離(li)、提(ti)純其(qi)他(ta)鉑(bo)族(zu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。
鉑(bo)(bo)(bo)族金屬(shu)再(zai)生(sheng):鉑(bo)(bo)(bo)族金屬(shu)稀(xi)有而貴(gui)重,歷(li)來重視回收。廢(fei)催化(hua)(hua)(hua)劑、廢(fei)電器元件、含(han)(han)鉑(bo)(bo)(bo)的(de)殘(can)(can)破(po)器皿、廢(fei)電鍍液、珠寶裝飾品(pin)廠的(de)廢(fei)料等都可從中回收鉑(bo)(bo)(bo)族金屬(shu)。鉑(bo)(bo)(bo)族金屬(shu)的(de)分(fen)離和提(ti)純(chun):鉑(bo)(bo)(bo)族金屬(shu)的(de)提(ti)取和精制流程因原料成分(fen)、含(han)(han)量的(de)不(bu)同(tong)而異(yi)。將(jiang)鉑(bo)(bo)(bo)族金屬(shu)精礦或含(han)(han)鉑(bo)(bo)(bo)族金屬(shu)的(de)陽極(ji)泥(ni)用(yong)王水(shui)(shui)溶解,鈀(ba)(ba)(ba)、鉑(bo)(bo)(bo)、金均進入(ru)(ru)溶液。用(yong)鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)處理以(yi)破(po)壞亞硝酰化(hua)(hua)(hua)合物,然(ran)后(hou)加硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)亞鐵沉(chen)淀出(chu)(chu)金。加氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an)(an),鉑(bo)(bo)(bo)呈氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)沉(chen)淀出(chu)(chu),煅(duan)燒(shao)氯(lv)鉑(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)可得(de)含(han)(han)鉑(bo)(bo)(bo)99.5%以(yi)上的(de)海綿鉑(bo)(bo)(bo)。分(fen)離鉑(bo)(bo)(bo)后(hou)的(de)濾液,加入(ru)(ru)過(guo)量的(de)氫氧化(hua)(hua)(hua)銨(an)(an),再(zai)用(yong)鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua),沉(chen)淀出(chu)(chu)二氯(lv)二氨配亞鈀(ba)(ba)(ba)形(xing)(xing)式(shi)的(de)鈀(ba)(ba)(ba),再(zai)在氫氣中加熱煅(duan)燒(shao)可得(de)純(chun)度(du)達99.7%以(yi)上的(de)海綿鈀(ba)(ba)(ba)。經王水(shui)(shui)處理后(hou)的(de)不(bu)溶物與碳酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)(na)、硼砂、密陀僧和焦炭共熔(rong),得(de)貴(gui)鉛(qian)。用(yong)灰吹法除去大部分(fen)鉛(qian),再(zai)用(yong)硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶解銀,殘(can)(can)留(liu)(liu)的(de)鉛(qian)、銠、銥、鋨(e)、釕(liao)富集(ji)于殘(can)(can)渣中。將(jiang)此殘(can)(can)渣與硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)氫鈉(na)(na)熔(rong)融,銠轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為可溶性的(de)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽,用(yong)水(shui)(shui)浸(jin)出(chu)(chu),加氫氧化(hua)(hua)(hua)鈉(na)(na)沉(chen)出(chu)(chu)氫氧化(hua)(hua)(hua)銠,再(zai)用(yong)鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)溶解,得(de)氯(lv)銠酸(suan)(suan)(suan)(suan)。溶液提(ti)純(chun)后(hou),加入(ru)(ru)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an)(an),濃縮、結晶出(chu)(chu)氯(lv)銠酸(suan)(suan)(suan)(suan)銨(an)(an)。在氫氣中煅(duan)燒(shao),可得(de)海綿銠。在硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)氫鈉(na)(na)熔(rong)融時,銥、鋨(e)、釕(liao)不(bu)反(fan)應,仍(reng)留(liu)(liu)于水(shui)(shui)浸(jin)殘(can)(can)渣中。將(jiang)殘(can)(can)渣與過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)鈉(na)(na)和苛(ke)性鈉(na)(na)一起熔(rong)融,用(yong)水(shui)(shui)浸(jin)出(chu)(chu);向浸(jin)出(chu)(chu)液中通入(ru)(ru)氯(lv)氣并(bing)蒸餾,釕(liao)和鋨(e)以(yi)氧化(hua)(hua)(hua)物形(xing)(xing)式(shi)蒸出(chu)(chu)。
用乙醇(chun)-鹽酸溶(rong)液(ye)吸收(shou)(shou),將(jiang)吸收(shou)(shou)液(ye)再(zai)加熱蒸餾,并用堿液(ye)吸收(shou)(shou)得(de)(de)鋨(e)酸鈉。在(zai)(zai)(zai)吸收(shou)(shou)液(ye)中加氯(lv)(lv)化銨,則鋨(e)以(yi)銨鹽形式沉淀,在(zai)(zai)(zai)氫(qing)氣(qi)中煅燒(shao),可(ke)得(de)(de)鋨(e)粉(fen)(fen)。在(zai)(zai)(zai)蒸出鋨(e)的(de)(de)(de)殘液(ye)中加氯(lv)(lv)化銨,可(ke)得(de)(de)釕的(de)(de)(de)銨鹽,再(zai)在(zai)(zai)(zai)氫(qing)氣(qi)中煅燒(shao),可(ke)得(de)(de)釕粉(fen)(fen)。浸出釕和鋨(e)后(hou)的(de)(de)(de)殘渣(zha)主要為(wei)氧化銥,用王(wang)水溶(rong)解,加氯(lv)(lv)化銨沉出粗(cu)氯(lv)(lv)銥酸銨,經(jing)精制,在(zai)(zai)(zai)氫(qing)氣(qi)中煅燒(shao),可(ke)得(de)(de)銥粉(fen)(fen)。將(jiang)鉑(bo)(bo)族金(jin)屬粉(fen)(fen)末用粉(fen)(fen)末冶(ye)金(jin)法(fa)或通過高頻感應電爐熔化可(ke)制得(de)(de)金(jin)屬錠(ding)。4.制取高純鉑(bo)(bo)族金(jin)屬:一般將(jiang)金(jin)屬溶(rong)解后(hou),經(jing)反復(fu)提純,精制方法(fa)有載體氧化水解、離子(zi)交換(huan)、溶(rong)劑萃(cui)取和重復(fu)沉淀等,然后(hou)再(zai)以(yi)銨鹽沉出,經(jing)煅燒(shao)可(ke)得(de)(de)相(xiang)應的(de)(de)(de)高純金(jin)屬。
銥(yi)(yi)的(de)需求(qiu)量(liang)從2009年(nian)的(de)2.5噸(dun)升至2010年(nian)的(de)10.4噸(dun)。這(zhe)主要是因(yin)為(wei)電子相關應用(yong)的(de)需求(qiu)量(liang)從0.2噸(dun)升至6噸(dun):銥(yi)(yi)制坩堝被廣泛用(yong)于大(da)型高質量(liang)單個晶(jing)體的(de)生(sheng)產,而(er)這(zhe)些晶(jing)體的(de)需求(qiu)在(zai)這(zhe)段(duan)時間大(da)大(da)提(ti)高。銥(yi)(yi)的(de)消(xiao)(xiao)耗量(liang)預期將(jiang)因(yin)為(wei)積累的(de)坩堝庫(ku)存而(er)飽和,這(zhe)在(zai)2000年(nian)代也曾(ceng)經發生(sheng)過。其他重要應用(yong)還包括火花塞(2007年(nian)消(xiao)(xiao)耗0.78噸(dun))、氯(lv)堿(jian)法(fa)所用(yong)的(de)電極(同(tong)(tong)年(nian)消(xiao)(xiao)耗1.1噸(dun))以(yi)及化學催化劑(同(tong)(tong)年(nian)消(xiao)(xiao)耗0.75噸(dun))。
銥的(de)應用大部份運用其高熔(rong)點、高硬度和(he)(he)抗腐蝕性(xing)質。銥金(jin)屬(shu)以(yi)及銥﹣鉑合金(jin)和(he)(he)鋨﹣銥合金(jin)的(de)耗損很低,可用來(lai)制(zhi)造多(duo)孔噴絲板(ban)。噴絲板(ban)用于(yu)把塑料聚合物擠(ji)壓成纖維,例如人造絲。鋨﹣銥合金(jin)也可以(yi)用于(yu)指(zhi)南針(zhen)軸承和(he)(he)計重秤。
銥的耐腐蝕、耐高溫性質很強,所以非常(chang)適合(he)作為(wei)合(he)金(jin)(jin)添加物(wu)。飛機引(yin)擎(qing)中的一些長期(qi)使用部件是(shi)由銥合(he)金(jin)(jin)組(zu)成的,銥-鈦合(he)金(jin)(jin)也(ye)被用作水底管道材料。加入銥可(ke)提升鉑(bo)合(he)金(jin)(jin)的硬(ying)度。純鉑(bo)的維氏硬(ying)度為(wei)56HV,而(er)含50%銥的鉑(bo)合(he)金(jin)(jin)硬(ying)度可(ke)超(chao)過500 HV。
銥(yi)也常被(bei)(bei)用(yong)于(yu)須承受高溫的儀器當(dang)中(zhong)。比如,柴可(ke)拉斯基法(fa)使用(yong)銥(yi)制高溫坩堝,產生單個氧化(hua)物晶體(ti),如藍寶石、釓鎵(jia)石榴石和釔鋁石榴石等。這(zhe)些晶體(ti)被(bei)(bei)用(yong)于(yu)電腦內(nei)存和固態激(ji)光器零件當(dang)中(zhong)。銥(yi)合金能(neng)夠抵御電弧侵蝕,所以是火花塞電觸頭的理(li)想(xiang)材(cai)料。
Cativa催(cui)化(hua)法(fa)是把甲(jia)醇轉變為乙(yi)酸的過程,可使用銥化(hua)合物作為催(cui)化(hua)劑。
放射性同位素銥-192在γ射線照相中是(shi)一(yi)種(zhong)重要(yao)的能源(yuan),有(you)助對金屬進(jin)行無(wu)損檢(jian)測(ce)。另(ling)外,近距離治療(liao)利(li)用(yong)192Ir所釋放的γ射線來(lai)治療(liao)癌癥。這種(zhong)治療(liao)方法把輻射源(yuan)置于癌組織附近或里面(mian),可用(yong)于治療(liao)前(qian)列(lie)腺癌、膽(dan)管癌及子宮頸癌等。
1889年制成的國(guo)際米原(yuan)器和(he)國(guo)際公斤(jin)原(yuan)器是由(you)(you)含90%鉑和(he)10%銥的合(he)金組成的,原(yuan)器由(you)(you)位(wei)于巴黎(li)附近的國(guo)際度量衡局保存。
航海家(jia)號(hao)(hao)(hao)、維京號(hao)(hao)(hao)、先鋒(feng)號(hao)(hao)(hao)和卡西尼(ni)-惠更斯號(hao)(hao)(hao)、伽利略號(hao)(hao)(hao)和新視野(ye)號(hao)(hao)(hao)等無(wu)人宇(yu)宙飛船都有使(shi)用含(han)有銥(yi)(yi)的放射(she)性同位(wei)(wei)素熱電機(ji)。由于熱電機(ji)要承受高達(da)2000°C的高溫,所(suo)以包裹著(zhu)钚-238同位(wei)(wei)素的容器是以既堅硬(ying)又耐高溫的銥(yi)(yi)所(suo)制。
銥(yi)還被用于X射線(xian)望遠鏡中(zhong)。錢德拉X射線(xian)天文(wen)臺的反射鏡上有(you)一層(ceng)60納米厚的銥(yi)涂層(ceng)。在(zai)測試過多種(zhong)金屬之后,銥(yi)的X射線(xian)反射能力(li)證(zheng)明比鎳、金和鉑都(dou)要優勝。這(zhe)層(ceng)銥(yi)的平(ping)滑(hua)程度(du)要有(you)幾個原子以(yi)內的準確度(du),須(xu)在(zai)氣態下在(zai)高(gao)真空環境中(zhong)涂在(zai)鉻底層(ceng)上。
粒子物理學在反質子的產生過程中也用到銥。過程中,高強度質子束射向密度必須(xu)很高的“轉換目標(biao)體”。雖然可以使用鎢,但銥的優勝之處在于(yu),它可以更穩定地承受(shou)入射粒子束使溫度升高時(shi)所造成的沖擊波。
碳(tan)(tan)-氫(qing)(qing)鍵活化(hua)反(fan)(fan)應(C–H活化(hua))是斷開(kai)碳(tan)(tan)-氫(qing)(qing)鍵的(de)反(fan)(fan)應。這種鍵在(zai)以前(qian)曾被(bei)認為具(ju)有(you)低反(fan)(fan)應性。科學家在(zai)1982年宣(xuan)布(bu)首次成(cheng)功活化(hua)飽(bao)和烴中的(de)C–H鍵,反(fan)(fan)應使(shi)用銥的(de)有(you)機配(pei)合(he)物,使(shi)烴進(jin)行氧化(hua)加成(cheng)。
銥配(pei)合(he)物(wu)可以(yi)用(yong)來催化不對(dui)稱氫(qing)化反應。這類催化劑已被(bei)用(yong)于合(he)成(cheng)天(tian)然(ran)產物(wu),并能夠(gou)把本來難以(yi)氫(qing)化的基(ji)底(例(li)如非官能團化烯烴(jing)等)氫(qing)化成(cheng)其中一種對(dui)映異構(gou)體。
銥可以形成多種配(pei)合(he)物(wu),在有機發光二極管(OLED)當(dang)中起到作用(yong)。
銥(yi)(yi)-鋨合(he)金曾被加(jia)入到鋼筆(bi)(bi)筆(bi)(bi)頭中(zhong)。1834年開(kai)始(shi),一些鋼筆(bi)(bi)生產商開(kai)始(shi)把(ba)銥(yi)(yi)安裝在金筆(bi)(bi)頭上(shang),這(zhe)是銥(yi)(yi)的(de)(de)(de)首個(ge)主要應(ying)用。自1944年起,著名的(de)(de)(de)派克51鋼筆(bi)(bi)就有含(han)(han)釕-銥(yi)(yi)合(he)金的(de)(de)(de)筆(bi)(bi)尖,合(he)金中(zhong)的(de)(de)(de)銥(yi)(yi)含(han)(han)量為(wei)3.8%。今(jin)天(tian)的(de)(de)(de)鋼筆(bi)(bi)筆(bi)(bi)頭幾乎不再含(han)(han)有銥(yi)(yi),而是含(han)(han)其他的(de)(de)(de)金屬,例如鎢。
銥(yi)-鉑合金曾經用于加(jia)農炮的點火孔(kong)和(he)排氣(qi)(qi)孔(kong)。根據1867年巴黎(li)世界博覽會的一(yi)份報告,莊(zhuang)信萬豐所(suo)展出的一(yi)份展品“曾在(zai)一(yi)把魏渥斯步槍中經歷超過3000發,仍無(wu)損無(wu)耗。所(suo)有(you)知道(dao)火炮排氣(qi)(qi)孔(kong)損耗所(suo)導致的麻煩和(he)花費的人,都會非常(chang)欣賞這(zhe)一(yi)重(zhong)要(yao)的應用”。
“銥(yi)黑”是一(yi)種(zhong)染料,它(ta)含(han)有非常細(xi)致(zhi)的(de)銥(yi)粉末(mo)。銥(yi)黑可以把瓷器染成很(hen)深的(de)黑色。有19世(shi)紀(ji)的(de)文獻稱“所有其(qi)他的(de)黑色瓷器染料與它(ta)一(yi)比較,都(dou)變成了灰色”。
成塊(kuai)的(de)銥金屬沒有生物(wu)用途亦無(wu)害,因為它不與生物(wu)組織反應。和大(da)部(bu)(bu)份(fen)金屬一樣,銥的(de)金屬細(xi)粉(fen)具有危險性。這樣的(de)粉(fen)末會刺激(ji)組織,且(qie)容易在空氣中燃燒(shao)。由于銥化合(he)物(wu)的(de)處理量一般都(dou)很低,所(suo)(suo)以人們對其(qi)毒性所(suo)(suo)知甚少。不過(guo)銥的(de)可(ke)溶(rong)鹽,如(ru)各種(zhong)鹵(lu)化銥,則含有毒性。大(da)部(bu)(bu)份(fen)銥化合(he)物(wu)都(dou)不可(ke)溶(rong),所(suo)(suo)以很難被人體吸收。
192Ir同(tong)位(wei)素和其他放射性同(tong)位(wei)素一樣是危險(xian)的(de)。192Ir所放出(chu)的(de)高能伽馬(ma)射線(xian)會提高患癌癥的(de)可(ke)能性。外照射可(ke)導致燒(shao)傷、輻射中(zhong)(zhong)毒甚至死(si)亡。攝入192Ir可(ke)導致腸胃內(nei)膜燒(shao)傷。進入體內(nei)的(de)192Ir、192mIr和194Ir主要會積(ji)累在肝(gan)臟中(zhong)(zhong),所放出(chu)的(de)伽馬(ma)射線(xian)和β輻射會對身體造(zao)成(cheng)損(sun)害。