1803年,法國化學(xué)家科勒德士戈蒂等人研究了鉑系礦石溶于王水后的渣子。他們宣布殘渣中有兩種不同于鉑的新金屬存在,它們不溶于王水。1804年,泰納爾發(fā)現(xiàn)并命名了它們。其中一個曾被命名為ptenium,后來改為osmium(鋨),元素符號定為Os。ptenium來自希臘文中“易揮發(fā)”,osmium來自希臘文osme,原意是“臭味”,這是因為四氧化鋨OsO4的熔點只有41℃,易揮發(fā),氣體有刺激性氣味。
鋨屬鉑系元素。鉑系元素幾乎完全成單質(zhì)狀態(tài)存在,高度分散在各種礦石中。例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系元素幾乎無例外地共同存在,形成天然合金。在含鉑系元素礦石中,通常以鉑為主要成分,而其余鉑系元素則因含量較小,必須經(jīng)過化學(xué)分析才能被發(fā)現(xiàn)。由于鋨、銥、鈀、銠和釕都與鉑共同組成礦石,因此它們都是從鉑礦提取鉑后的殘渣中發(fā)現(xiàn)的。鉑系元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。它們中除鉑和鈀外,不但不溶于普通的酸,而且不溶于王水。鉑很易溶于王水,鈀還溶于熱硝酸中。所有鉑系元素都有強烈形成配位化合物的傾向。
每層電子排布:2,8,18,32,14,2
原子體積:8.49cm3/mol
地殼含量:0.0001ppm
太陽中含量:0.002ppm
晶體結(jié)構(gòu):晶胞為六方晶胞。
晶胞參數(shù):a=273.44 pm;b=273.44 pm;c = 431.73 pm;α=90°;β = 90°;γ = 120°
莫氏硬度:7
聲音在其中的傳播速率:4940 m/s
電離能(kJ /mol)
M - M 840
M - M2 1600
M2 - M3 2400
M3 - M4 3900
M4 - M5 5200
M5 - M6 6600
M6 - M7 8100
M7 - M8 9500
反射色錫白帶淺藍。反射率:67.5(綠光),66(橙光),67(紅光)。平行c軸切面雙反射清楚。非均質(zhì)弱到中強,淺粉紅、紅、古銅色和灰到深藍。
鋨是已知金屬單質(zhì)中密度最大的,其密度達到22.48g/cm3,熔點3045℃,沸點在5027℃以上。六方密集晶格?;宜{色金屬,質(zhì)硬而脆,放在鐵臼里搗,就會很容易地變成粉末,鋨粉呈藍黑色,且鋨金屬粉末可自燃。鋨的蒸氣有劇毒,會強烈地刺激人的眼部粘膜,嚴(yán)重時會造成失明。
金屬鋨在空氣中十分穩(wěn)定,粉末狀的鋨易氧化。濃硝酸、濃硫酸、次氯酸鈉溶液都可以使其氧化。在室溫下易與氧氣反應(yīng)生成氧化鋨(OsO2),加熱可生成易揮發(fā)且有劇毒的四氧化鋨(OsO4)。
二氧化鋨
化學(xué)式為OsO2,有兩種晶型(1)分子量222.20,為桔棕色晶體,相對密度11.37(21.4℃),加熱到500℃時30%轉(zhuǎn)化為四氧化鋨。不溶于水和酸類;(2)分子量222.20,黑色粉末,相對密度7.71(21℃),加熱至350~400℃轉(zhuǎn)變成紅棕色晶體。不溶于水,溶于稀鹽酸。在氧中加熱鋨粉或由四氧化鋨加熱分解制得。
四氧化鋨
化學(xué)式為OsO4,分子量254.20,CAS號為20816-12-0,為白色或淡黃色結(jié)晶,有類似氯的氣味,蒸汽壓0.93kPa(20℃),熔點41.0℃,沸點130℃,微溶于水,溶于乙醇、乙醚、四氯化碳、氨水,密度為4.91g/cm3,主要用于催化劑、氧化劑、化學(xué)試劑,還用于醫(yī)藥和制造白熱氣燈的紗罩等。
六氯合鋨(Ⅲ)酸鈉
又名六氯鋨酸鈉,化學(xué)式為Na2[OsCl6],分子量為448.90,橙色斜方柱狀晶體。溶于水、醇。向四氧化鋨溶液中加入氯化鈉及還原劑(如酒精)制得。
二硫化鋨
化學(xué)式為OsS2,分子量為254.33,為黑色立方晶體,受熱分解,密度9.47g/cm3,不溶于水、堿類,溶于硝酸,由鋨和硫加熱直接化合而得。
二碲化鋨
化學(xué)式為OsTe2,分子量為443.40,為灰黑色晶體,熔點約600℃,不溶于酸,遇硝酸而分解。
礦物名稱:銥鋨礦,Iridosmine。
化學(xué)組成:IrOs,多含有少許鉑、銠、釕、銅、鐵等。
鑒定特征:不熔融,遇酸不溶解。加硝石燒時散發(fā)一種特異的惡臭(OsO4)將燒后熔渣溶于水中,則有黑色銥粉沉淀。
成因產(chǎn)狀:在中國主要產(chǎn)于超基性巖鉻鐵礦型鉑礦床及砂礦中,與自然鉑、銥鉑礦、硫鎳鈀鉑礦、鉻尖晶石等成組合。
著名產(chǎn)地:世界著名產(chǎn)地有烏拉爾、南美的察科、哥倫比亞的北部、美國俄勒岡等地。
名稱來源:依據(jù)其成分組成命名。
晶體形態(tài):六方薄板狀晶形。
晶系:六方晶系。
鋨在工業(yè)中可以用做催化劑。合成氨或進行加氫反應(yīng)時用鋨做催化劑,就可以在不太高的溫度下獲得較高的轉(zhuǎn)化率。如果在鉑里摻進一點鋨,就可做成硬度大且鋒利的鋨鉑合金手術(shù)刀。利用鋨與一定量的銥可制成鋨銥合金,比如某些高級金筆的筆尖上那顆銀白色的小圓點即鋨銥合金,鋨銥合金堅硬耐磨,可以做鐘表和重要儀器的軸承,使用年限很長。
世界上密度最大的金屬元素:元素周期表第六周期Ⅷ族元素,鉑族金屬成員之一,其密度為22.59g/cm3,是目前已知的密度最大的金屬。(吉尼斯世界紀(jì)錄)