iridium

eiendommer
[ Xe ] 4 f 14 5 d 7 6 s 2 77 Ir Periodiske tabell
Som regel
Navn , symbol , atomnummer	Iridium, Ir, 77
Elementkategori	Overgangsmetaller
Gruppe , periode , blokk	9 , 6 , d
Se	sølvhvit
CAS-nummer	7439-88-5
EF-nummer	231-095-9
ECHA InfoCard	100.028.269
Massedel av jordens konvolutt	0,001 spm
Atomisk
Atommasse	192.217 (2) u
Atomeradius (beregnet)	135 (180) pm
Kovalent radius	141 pm
Elektronkonfigurasjon	[ Xe ] 4 f 14 5 d 7 6 s 2
1. Ioniseringsenergi	8. plass.96702 (22) eV ≈ 865.19 kJ / mol
2. Ioniseringsenergi	17..0 (3) eV ≈ 1 640 kJ / mol
3. Ioniseringsenergi	28.0 (1,6 eV) ≈ 2 700 kJ / mol
4. Ioniseringsenergi	40.0 (1,7 eV) ≈ 3 860 kJ / mol
5. Ioniseringsenergi	57.0 (1,9) eV ≈ 5 500 kJ / mol
Fysisk
Fysisk tilstand	fast
Krystallstruktur	Kubikkområdesentrert
tetthet	22,56 g / cm 3
Mohs hardhet	6.5
magnetisme	paramagnetisk ( Χ m = 3,8 10 −5 )
Smeltepunkt	2739 K (2466 ° C)
kokepunkt	4403 K (4130 ° C)
Molar volum	8,52 · 10 −6 m 3 · mol −1
Fordampningsvarme	564 kJ / mol
Fusjonsvarme	26 kJ mol −1
Lydens hastighet	4825 m s −1
Elektrisk ledningsevne	19,7 · 10 6 A · V −1 · m −1
Termisk ledningsevne	150 W m −1 K −1
Kjemisk
Oksidasjonstilstander	−3, −1, 0, 1, 2, 3 , 4 , 5, 6, 8, 9
Normalt potensiale	1,156 V (Ir 3+ + 3e - → Ir)
Elektronegativitet	2.20 ( Pauling skala )
Isotoper
isotop NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 189 Ir {syn.} 13,2 d ε 0,532 189 Os 190 Ir {syn.} 11,78 d ε 2.000 190 Os 191 Ir 37,3% Stabil 192 Ir {syn.} 73.830 d β - 1.460 192 pt ε 1.046 192 Os 192 m Ir {syn.} 241 a DEN 0,155 192 Ir 193 Ir 62,7  % Stabil 194 Ir {syn.} 19.15 t β - 2.247 194 pt 195 Ir {syn.} 2,5 timer β - 1.120 195 pt
For andre isotoper se liste over isotoper
NMR- egenskaper
Spin quantum nummer jeg γ i rad · T −1 · s −1 E r  ( 1 H) f L ved B = 4,7 T i MHz 191 Ir 3/2 4.812 · 10 6 1.09 · 10 −5 1,72 193 Ir 3/2 5.227 · 10 6 2.34 · 10 −5 1,87
sikkerhetsinstruksjoner
GHS faremerking pulver fare H- og P-setninger H: 228 P: 210
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er angitt, gjelder oppgitte data standardbetingelser .

Iridium er et kjemisk element med symbolet Ir og atomnummeret 77. Det er et av overgangsmetallene , i det periodiske systemet er det i gruppe 9 (i den eldre tellende delen av den 8. undergruppen ) eller koboltgruppen . Det veldig tunge, harde, sprø, sølvhvite skinnende edle metallet fra gruppen platinametaller anses å være det mest korrosjonsbestandige elementet. Under 0,11 Kelvin skifter den til en superledende tilstand.

historie

Iridium ( gammelgresk ἰριοειδής irio-eides "regnbue- lignende " etter de mange fargene på forbindelsene) ble oppdaget i London i 1804 av Smithson Tennant sammen med osmium . Når rå platina ble oppløst i aqua regia , ble begge platinametallene funnet i den uoppløselige svarte resten. Mangfoldet av farger på iridiumsaltene inspirerte Tennant til navnet Iridium. Den “ originale kilo ” og den “ opprinnelige måleren ” består også av en iridiumlegering; Begge har blitt holdt i Paris i Bureau International des Poids et Mesures siden 1898 .

Hendelse

Iridium er sjeldnere enn gull eller platina . Etter rhenium, sammen med rodium og ruthenium, er det det sjeldneste ikke-radioaktive metallet. Sin andel i det kontinentale skorpen er bare en  ppb . I naturen forekommer det elementært i form av små korn eller ledsaget av platina. Med osmium danner det to naturlig forekommende mineraler:

• Osmiridium , som består av 50% iridium, resten av osmium, platina, ruthenium og rodium , og
• Iridosmium , som består av 55–80% osmium og 20–45% iridium.

Viktige innskudd er i Sør-Afrika , Urals , Nord- og Sør-Amerika , Tasmania , Borneo og Japan .

Gratis iridium, som andre platinagruppeelementer, finnes i elvesand. I tillegg produseres iridium ved smelting av nikkelmalm .

eiendommer

Fysiske egenskaper

På grunn av hardhet og sprøhet er iridium vanskelig å jobbe med. I den naturlig forekommende isotopiske sammensetningen er iridium det nest tetteste elementet etter osmium .

Kjemiske egenskaper

I rød varme oksiderer iridium ufullstendig til svart IrO ₂ , som oppløses igjen over 1140  ° C. Iridium, som osmium, er også flyktig i varmen og spesielt med et høyere oksygeninnhold enn oksid IrO ₃ . I motsetning til osmium avsettes det imidlertid igjen som metall eller IrO ₂ på kalde flekker . I pulverform er det et brennbart fast stoff som lett kan antennes ved kort eksponering for en antenningskilde. Jo finere stoffet distribueres, jo større er risikoen for antenning. I kompakt form er det ikke brannfarlig. Den er stabil i mineralsyrer , inkludert aqua regia . I kloridsmelter omdannes den imidlertid til dobbeltklorider i nærvær av klor , f.eks. B. Na ₂ [IrCl ₆ ].

Isotoper

Det er to naturlige isotoper av iridium, 34 radioisotoper og 21 kjerne isomerer , hvorav kjernen isomeren ^192m2 IR er den mest stabile med en halveringstid på 241 år. Den nedbrytes gjennom intern konvertering til ¹⁹² Ir, som er isotopen med den lengste halveringstiden med en halveringstid på 73,831 dager. ¹⁹² Ir forfaller som en beta- ^emitter til platinaisotopen ^192m Pt, de fleste andre til osmium . De resterende isotoper og kjerneisomerer har halveringstider mellom 300 µs ved ¹⁶⁵ Ir og 11,78 dager ved ¹⁹⁰ Ir.

På grunn av gammastråling med en energi på rundt 550 keV (kiloelektron volt), er ¹⁹² Ir egnet for radiografisk testing av komponenter. For arbeidsstykker med en veggtykkelse på mer enn 20 mm brukes denne isotopen vanligvis (regulert av standarder, se f.eks.DIN EN ISO 5579).

For ikke-destruktivt materialtesting (NDT) er iridium-radiatoren vanligvis sveiset i form av en 2-3 mm tablett i en radiatorholder, og denne er plassert i en låsbar arbeidsbeholder type B, som er foret med utarmet uran til skjerm gammastrålingen .

Arbeidsbeholdere for iridium-emittere har følgende dimensjoner: 20 cm lang, 10 cm bred og 15 cm høy. På grunn av urankappen er vekten rundt 13 til 20 kg, avhengig av aktiviteten.

→ Liste over iridiumisotoper

bruk

Iridium er ofte en komponent av legeringer , som det gir hardhet og / eller sprøhet. Platina-iridiumlegeringer brukes til presisjonsmålinger, i medisin og i maskinteknikk .

Det brukes også:

• som en del av legeringen av det opprinnelige kiloet og den tredje originale måleren ,
• for inneslutning av plutoniumdioksid i isotopbatterier ,
• i form av beholdere og smeltedigler for applikasjoner ved høy temperatur,
• som elektrisk kontakt,
• i smykker som en platina- iridiumlegering (PtIr 800 og PtIr 900) for tungt brukte deler ( gifteringer , festestifter, låser , mekanismer og fjærer),
• for tennpluggelektroder ,
• i nibs brukes vanligvis en Os / Ir- legering foran på spissen for fontener ,
• i legering med platina som forstøverspiss i flamme atomabsorpsjonsspektrometri ,
• når du måler overflatespenningen i henhold til Du Noüy-ringmetoden, der den brukes i en legering med platina på grunn av dens optimale fuktbarhet,
• i sputtermål for produksjon av elektronavledende belegg av elektriske ikke-ledere i høyoppløselig skanningelektronmikroskopi ,
• som et UV- beskyttende lag på solbriller av høy kvalitet ,
• i tannlegeringer ,
• i økende grad som en katalysator for kjemiske reaksjoner (industrielt viktig bruk i syntesen av eddiksyre ),
• på grunn av dens høye tetthet og høye smeltepunkt som et mål i kjernefysikk, for eksempel for antiproton-generering ved CERN .
• I fargestoffene til organiske lysdioder , for å generere singlet-triplettoverganger
• som en del av en elektrolysør (for å generere hydrogen )

Krympaleogen innvirkning

Iridium forekommer i forholdsvis høye konsentrasjoner i det 66 millioner år gammel sedimentlag som skiller de chronostratigraphic systemer av den kritt og paleogen , og anses som en indikasjon av en stor meteoritt innvirkning, som i henhold til den dominerende vitenskapelige mening, omtrent 75 prosent av arten av den tiden i tillegg til dinosaurene ble offer; se også Iridium anomali , Chicxulub krater og kritt-paleogen grense .

sikkerhetsinstruksjoner

Metallisk iridium er ikke giftig på grunn av dets holdbarhet. Som pulver eller støv er det meget brannfarlig, i kompakt form er det ikke brannfarlig. Iridiumforbindelser må klassifiseres som giftige.

lenker

Mange iridiumsalter er farget: med klor danner den olivengrønn iridium (III) klorid eller mørkblå-svart, ikke helt definert iridium (IV) klorid . Det reagerer med fluor og danner gult, flyktig iridium (VI) fluor eller gulgrønt iridium (V) fluor . Oksidasjonstilstanden + IX spådd for Iridium for mange år siden ble også bekreftet eksperimentelt i 2014 av den syntetiserte [IrO ₄ ] ⁺ . Det er det eneste elementet der denne oksidasjonstilstanden er kjent i en forbindelse. I tillegg til oksidene og halogenidene av iridium, er det kjent mange oktaedriske, diamagnetiske iridium (III) -komplekser, slik som aminkomplekser og klorkomplekser. Reduksjonen av iridium (III) klorid i alkohol i nærvær av π-akseptorligander fører til kvadratiske plane iridium (I) -komplekser, hvorav Vaskas-komplekset best studeres. Ved å redusere iridium (III) klorid med karbonmonoksyd , oppnås iridiumkarbonylene som den kanariske gule [Ir ₄ (CO) ₁₂ ] og den røde [Ir ₆ (CO) ₁₆ ]. Iridiumkomplekser kan brukes i homogen katalyse, spesielt i hydrogeneringsreaksjoner.

litteratur

• AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebok for uorganisk kjemi . 102. utgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
• Hans Breuer: dtv-Atlas Chemie. Volum 1, 9. utgave. München 2000, ISBN 3-423-03217-0 .
• M. Binnewies: Generell og uorganisk kjemi. 1. utgave. Heidelberg 2004, ISBN 3-8274-0208-5 .
• NN Greenwood, A. Earnshaw: Elementets kjemi. 1. utgave. Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9 .
• Harry H. Binder: Leksikon av de kjemiske elementene - det periodiske systemet i fakta, tall og data. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .

weblenker

• Bildet i samlingen av Heinrich Pniok
• Mineralatlas: Iridium (Wiki)

Individuelle bevis

1. ↑ Harry H. Binder: Leksikon av de kjemiske elementene. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3 .
2. ↑ Verdiene for eiendommene (infoboks) er hentet fra www.webelements.com (Iridium) , med mindre annet er oppgitt .
3. UP IUPAC-kommisjonen for isotopisk overflod og atomvekter: Standard atomvekter av 14 kjemiske elementer revidert. I: Chemistry International. 40, 2018, s. 23, doi : 10.1515 / ci-2018-0409 .
4. ↑ ^{a b c d e} Entry on iridium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. and NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1) . Red.: NIST , Gaithersburg, MD. doi : 10.18434 / T4W30F ( https://physics.nist.gov/asd ).  Hentet 13. juni 2020.
5. ↑ ^{a b c d e} entry on iridium at WebElements, https://www.webelements.com , åpnet 13. juni 2020.
6. W JW Arblaster: Tettheter av osmium og iridium. I: Platinum Metals Review. 33, 1, 1989, s. 14-16 ( fulltekst ; PDF; 209 kB).
7. ↑ Robert C. Weast (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9 , s. E-129 til E-145. Verdiene der er basert på g / mol og gitt i cgs-enheter. Verdien som er angitt her er SI-verdien beregnet ut fra den, uten en måleenhet.
8. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian RG Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values ​​for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. I: Journal of Chemical & Engineering Data . 56, 2011, s. 328-337, doi: 10.1021 / je1011086 .
9. ↑ ^{a b} Guanjun Wang, Mingfei Zhou, James T. Goettel, Gary G. Schrobilgen, Jing Su, Jun Li, Tobias Schlöder, Sebastian Riedel: Identifikasjon av en iridiumholdig forbindelse med en formell oksidasjonstilstand på IX . I: Natur . teip 514 , 21. august 2014, s. 475-477 , doi : 10.1038 / nature13795 . 
10. ↑ ^{a b c} Oppføring på Iridium, pulver i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 12. april 2020. (JavaScript kreves)
11. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 85. utgave. CRC Press, Boca Raton, Florida, 2005. Seksjon 14, Geofysikk, astronomi og akustikk; Rikelig med elementer i jordskorpen og i havet.
12. ↑ CERN Neutrino Factory Working Group Technical Note princeton.edu, åpnet 1. februar 2011.
13. ↑ Michael J. Henehan, Andy Ridgwell, Ellen Thomas, Shuang Zhang, Laia Alegret, Daniela N. Schmidt, James WB Rae, James D. Witts, Neil H. Landman, Sarah E. Greene, Brian T. Huber, James R. Super, Noah J. Planavsky, Pincelli M. Hull: Rask havforsuring og langvarig jordgjenoppretting fulgte den endelige kritt-effekten av Chicxulub . I: PNAS . 116, nr. 43, oktober 2019. doi : 10.1073 / pnas.1905989116 .
14. ↑ Steve Ritter: Iridium Dressed To The Nines - Periodisk system: IrO ₄ ⁺ er det første molekylet med et grunnstoff i oksidasjonstilstanden +9 . I: Chemical & Engineering News . 2014.
15. ^ Lexicon of Chemistry: Iridium Compounds - Lexicon of Chemistry , tilgjengelig 20. februar 2018