1. Химическая энциклопедия

осмий

ОСМИЙ (от греч. osme — запах; лат. Osmium) Os

хим. элемент VIII гр. периодической системы; ат. н. 76, ат. м. 190,2; относится к платиновым металлам. В природе семь стабильных изотопов: 184Os (0,018%), 186Os (1,59%), 187Os (1,64%), 1880s (13,3%), 1890s (16,1%), 1900s (26,4%), 192Os (41,1%). Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 5d66s2; степени окисления +4, +6, +8 (наиб. характерны), +1, +3, +5; энергии ионизации Os0 → Os+ → Os2+ 8,5 эВ, 17 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,1; сродство к электрону 1,44 эВ; атомный радиус 0,135 нм, ионные радиусы (в скобках приведены координац. числа) для Os4+ 0,077 нм (6), Os5+ 0,072 нм (6), Os6+ 0,069 нм (6), Os7+ 0,067 нм (6), Os8+ 0,053 нм (4).

Содержание О. в земной коре 5∙10−6 % по массе. Относится к редким и рассеянным элементам. Осн. минералы О.: прир. сплавы Os и Ir-осмистый иридий (невьянскит и сысертскит); кроме Os и Ir они содержат еще неск. ми-нералообразующих элементов и относятся к классу твердых растворов. О. встречается также в виде соед. с S и As (эрлихманит, осмиевый лаурит, осарситт). В качестве изоморфной примеси входит в состав халькопирита, пирротина, пентландита, кубанита, магнетита. Извлекают О. из руд медно-никелевых и медно-молибденовых месторождений.

Свойства. О. — блестящий серебристо-голубоватый металл, твердый. Кристаллич. решетка гексагональная типа Mg, а = 0,27353 нм, с = 0,43191 нм, z = 2, пространственная группа P63/mmc; т. пл. 3027 °C, т. кип. 5027 °C; плотн. 22,61 г/см3; осмий 24,7 Дж/(моль∙К); осмий. Рис. 2 31,8 кДж/моль, осмий. Рис. 3 747,4 кДж/моль; осмий. Рис. 4 32,6 Дж/(моль∙К); давление пара 2,59 Па (3000 °C), 133 Па (3240 °C); 1,ЗЗкПа (3640 °C), 13.3 кПа (4110 °C); температурный коэф. линейного расширения 5∙10−6 К−1 (298 К); теплопроводность 0,61 Вт/(см∙К); осмий. Рис. 5 9,5 мкОм∙см (20 °C), температурный коэф. осмий. Рис. 6 4,2∙10−3 К−1; осмий. Рис. 7 жидкого О. 0,025 Н/см; парамагнетик, магн. восприимчивость + 9,9∙10−6; температура перехода в сверхпроводящее состояние 0,66 К; твердость по Виккерсу 3–4 ГПа, по Моосу 7; модуль нормальной упругости 56,7 ГПа; модуль сдвига 22 ГПа.

Тонко измельченный порошок О. медленно окисляется на воздухе до OsO4 при комнатной температуре, может на воздухе гореть при нагревании. В компактном состоянии О. устойчив к окислению до 400 °C. Компактный О. не раств. в горячей соляной кислоте и кипящей царской водке. Мелкодисперсный О. окисляется HNO3 и кипящей H2SO4 до OsO4, при нагр. реагирует с F2, Cl2, Р, Se, Те и др. Металлич. Os м. б. переведен в раствор сплавлением со щелочами в присут окислителей, при этом образуются соли неустойчивой в своб. состоянии осмиевой кислоты H2OsO4-осматы(VI). При взаимодействии OsO4 с KOH в присутствии этанола либо реакцией с KNO2 получают также осмат(VI) K2[OsO2(OH)4], или K2OsO4∙2H2O. Осматы(VI) восстанавливаются этанолом до гидроксида Os(OH)4 (черного цвета), который в атмосфере N2 обезвоживается до диоксида OsO2. Известны пе-росматы M2[OsO4X2], где X = OH, F, образующиеся при взаимодействии раствора OsO4 с конц. раствором щелочи.

СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ ОСМИЯ

таблица в процессе добавления

* а = 0,9379 нм, b = 0.415 нм. с = 0,8632 нм. ** ΔH0возг 57.5 кДж/моль *** Температура возгонки.

Тетраоксид OsO4 обладает резким неприятным запахом; осмий. Рис. 8 −302,2 кДж/моль; осмий. Рис. 9 137 Дж/(моль∙К) (см. также табл.); давление пара 66,5 Па (0 °C, 532 Па (23 °C), 27,3 кПа (91 °C); растворимость (г в 100 г): в воде 5,7 (10 °C), 6,23 (25 °C), в CCl4-250 (20 °C); раств. в этаноле, диэтиловом эфире, водном NH3; взаимод. со щелочами с образованием красно-бурых растворов: OsO4 + NaOH → Na2[OsO4(OH)2]; сильный окислитель; получают при нагр. металлического О. на воздухе, а также окислением соединений О. в низших степенях окисления; окислитель в орг. синтезе, катализатор в реакциях гидроксилирования; благодаря легкости восстановления OsO4 орг. соединениями до OsO2 или до Os разб. водные растворы OsO4 используют для окраски биол. препаратов; токсичен, действует на слизистые оболочки глаз, носа и рта, ПДК 0,002 мг/м3.

Диоксид OsO2 известен в трех формах: черный OsO2, пирофорный, получают обезвоживанием дигидрата при 125 °C; черный реакционноспособный OsO2 образуется при обезвоживании OsO2∙2H2O при 200 °C; коричневая форма, нерастворимая в кислотах и щелочах, получается при температуре выше 400 °C. Коричневый OsO2-кристаллы тетрагон. сингонии (а = 0,450 нм, с = 0,319 нм); осмий. Рис. 10 71 Дж/моль∙К); получают термич. диссоциацией осмата калия K[OsO3N], прокаливанием смеси K2[OsCl6] и Na2CO3, электролизом раствора OsO4 в растворе КОН, восстановлением OsO4 гремучим газом, взаимодействием О. с OsO4.

В газовой фазе существуют монооксид OsO [осмий. Рис. 11 31,8 Дж/моль∙К), осмий. Рис. 12 254 Дж/моль∙К)] и триоксид OsO3 (осмий. Рис. 13 −280 кДж/моль).

Дисульфид OsS2 (минерал эрлихманит) не раств. в воде, слабых кислотах и растворах щелочей, конц. HNO3, H2O2, HClO4, разлагается царской водкой; получают из простых веществ при 600 °C в вакууме, взаимод. H2S с K2 [OsCl6]; промежут продукт при пиро- и гидрометаллургич. получении О.

Гексафторид OsF6 гидролизуется водой; получают из простых веществ при 250–300 °C; применяют для легирования осмием W, получаемого восстановлением WF6. Тетрахлорид OsCl4 гигроскопичен, гидролизуется водой и соляной кислотой; получают из простых веществ при 650–700 °C.

Получение. Сырьевые источники О. — сульфидные медно-никелевые и медно-молибденовые платиносодержащие руды [содержание О. составляет (0,7–0,9)∙10−4 % по массе]. Один из крупнейших поставщиков О. — ЮАР. О. и др. платиноиды концентрируются в шламах электролитич. рафинирования Cu и Ni. Из шламов получают концентрат платиновых металлов, содержащий 0,1% О. по массе. Для выделения О. концентрат прокаливают на воздухе при 800–900 °C. Газовая фаза, содержащая OsO4, SO2 и SeO2, поглощается 10%-ным раствором NaOH. Раствор нейтрализуют до pH 8 и затем действием SO2 получают осадок (2–3% О. по массе), содержащий Na8[Os(SO3)6]. Осадок обрабатывают H2SO4 для удаления SO2, а затем окислителем (напр., Cl2 в присутствии NaOH). Образовавшийся OsO4 отгоняют, поглощая его пары 20%-ным раствором щелочи (содержание О. в растворе ~ 60 г/л). Этот раствор обрабатывают метанолом для восстановления образовавшегося перосмата до осмата, а затем насыщ. раствором KOH и осаждают K2[OsO2(OH)4]. Полученную соль восстанавливают H2 в автоклаве в присутствии соляной кислоты при 120 °C и получают металлический О. в виде губки. Осмиевую губку сушат при 90 °C в атмосфере H2, затем прокаливают при 930 °C и измельчают в тонкий порошок (содержание О. 99,98%, примеси — Fe, Ni, Si).

По др. схеме щелочной раствор OsO4 обрабатывают NH4Cl и получают соль Фреми [OsO2(NH4)4] Cl2. Ее сушат, прокаливают в атмосфере H2 при 700–800 °C и получают О. в виде губки, которую затем измельчают и обрабатывают для удаления примесей фтористоводородной кислотой. Получают О. 99,95%-ной чистоты.

Применение. О. — компонент сверхтвердых и износостойких сплавов с Ir (опорные штифты, вращающиеся оси точных приборов, прецизионные малые контакты и др.), с Ir и Ru (шарики перьев авторучек), с W и Mo (катоды термоионных диодов), с Pd (электрич. контакты); компонент композиц. материала (F Co-Ni, электрич. контакты).

О. открыл С. Теннант в 1804.

Лит.: Металлургия осмия. А.-А., 1981 См. также лит. при ст. платиновые металлы.

А. М. Орлов

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me

Значения в других словарях

  1. осмий — -я, м. Химический элемент, очень твердый металл, голубовато-белого цвета, добываемый из платиновых руд. [От греч. ’οσμή — запах] Малый академический словарь
  2. осмий — О́см/ий/. Морфемно-орфографический словарь
  3. Осмий — (лат. Osmium) Os, химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 76, атомная масса 190,2; один из платиновых металлов (См. Платиновые металлы). Большая советская энциклопедия
  4. осмий — орф. осмий, -я Орфографический словарь Лопатина
  5. ОСМИЙ — ОСМИЙ (символ Os), бело-голубой ПЕРЕХОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, металл, открытый в 1803 г. Будучи самым плотным элементом, осмий встречается в соединениях с платиной. Получают его главным образом как побочный продукт при плавке никеля. Научно-технический словарь
  6. Осмий — Os (лат. Osmium, от греч. osme — запах * a. osmium; н. Osmium; ф. osmium; и. osmio), — хим. элемент VIII группы периодич. системы Mенделеева, ат.н. 76, ат. м. 190,2; относится к платиновым металлам. Горная энциклопедия
  7. осмий — ОСМИЙ -я; м. Химический элемент (Os), твёрдый металл голубовато-белого цвета (входит как компонент в состав сверхтвёрдых и износостойких сплавов). Толковый словарь Кузнецова
  8. осмий — Осмия, м. [от греч. osme – запах] (хим.). Химический элемент, металл платиновой группы. Большой словарь иностранных слов
  9. осмий — ’ОСМИЙ, осмия, ·муж. (от ·греч. osme — запах) (·хим. ). Химический элемент, металл платиновой группы. Толковый словарь Ушакова
  10. Осмий — (хим.; Osmium; Os = 190,3 [O = 15,96], К. Зейберт, 1891) — принадлежит к семье платиновых металлов, один из тяжелых членов ее; по атомному весу он легче иридия, а по удельному немного тяжелее его. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  11. ОСМИЙ — ОСМИЙ (лат. Osmium) — Os, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 76, атомная масса 190,2, относится к платиновым металлам. Назван от греч. osme — запах, по резко пахнущему оксиду OsO4. Плотность 22,61 г/см3, tпл ок. 3027 °C. Большой энциклопедический словарь
  12. осмий — осмий м. Химический элемент, синевато-серый металл платиновой группы. Толковый словарь Ефремовой
  13. осмий — ОСМИЙ или осм м. один из металлов, открытый в платине. Толковый словарь Даля