Осмий

Слиток осмия

Осмий — химический элемент, простое вещество представляет собой благородный металл. Имеет атомный номер 76 в периодической системе Дмитрия Менделеева, атомная масса 190,23 а. е. м. Относится к платиновым металлам.

Обозначается символом Os.

Нахождение в природе

Содержание осмия в земной коре примерно составляет 5·10⁻⁶% по массе.

Встречается в природе в самородном виде как твёрдый раствор с иридием (минералы невьянскит и сысертскит).

Встречается также ауросмирид.

Так как осмий относится к сидерофильным элементам, то его реальное содержание на Земле может быть гораздо больше, поскольку он мог спуститься к ядру во время формирования планеты.

Изотопы

В природе осмий встречается в виде 7 изотопов, 6 из которых стабильны: ¹⁸⁴Os (0,018 %), ¹⁸⁷Os (1,64 %), ¹⁸⁸Os (13,3 %), ¹⁸⁹Os (16,1 %), ¹⁹⁰Os (26,4 %) и ¹⁹²Os (41,1 %). Искусственными методами получены радиоактивные изотопы осмия с массовыми числами 162—197, и несколько изомеров.

Изотоп осмий-187, который образуется в ходе распада рения-187, используется при определении возраста горных пород.

Физические свойства

Осмий — серебристо-белый блестящий платиновый металл с характерным голубым оттенком. Один из немногих окрашенных металлов (окрашены ещё медь, цезий и золото). Порошок осмия имеет серый или чёрный цвет.

Металл обладает высокой твёрдостью (7 баллов по Моосу) и хрупкостью.

Плавится при 3306 K (3033 °C), кипит при 5285 K (5012 °C). Это один из самых тугоплавких металлов (уступает вольфраму).

Осмий сохраняет блеск даже при высокой температуре.

По плотности соперничает с иридием. По одним исследованиям он оказывается плотнее иридия, по другим — легче. Трудность определения плотности заключается в том, что исследуемый металл должен быть как можно более чистым, поскольку любые примеси меняют их плотность. Современные оценки плотности осмия — 22,61 г/см³. Такая высокая плотность осмия объясняется лантаноидным сжатием и плотноупакованной кристаллической решёткой.

Химические свойства

В ряду напряжений осмий стоит после водорода, до золота, платины и иридия.

Порошок осмия окисляется на воздухе уже при комнатной температуре, поэтому немного пахнет тетраоксидом, за это и металл получил своё название. Компактный осмий окисляется кислородом только при сильном нагревании.

Порошок также при нагревании реагирует с серой и галогенами.

Осмий проявляет степени окисления от −2 до +8.

Применение

• Как катализатор при синтезе аммиака, метанольных топливных элементов, гидрирования органических соединений.
• Компонент износостойких сплавов с рутением и иридием.
• Сплав вольфрама с осмием («осрам») применялся для изготовления нитей для лапм накаливания.
• Четырёхокись осмия применяется в электронной микроскопии для фиксации биологических объектов.
• Как покрытие в узлах трения благодаря его исключительной твёрдости и износостойкости.

Биологическая роль и физиологическое действие

Осмий не играет никакой биологической роли. Четырёхокись осмия крайне токсична и может вызвать слепоту при контакте с глазами (за счёт восстановления на них металлического осмия)

Металлический осмий сам по себе не является токсичным.

Источники

• Химическая Энциклопедия. Платиновые металлы.
• Осмий на Webelements.