CAS號:7439-88-5
EINECS號:231-095-9
原子量:192.22
元素類型:過渡(du)金(jin)屬
體積彈性模量:320GPa
原子化焓:628kJ/mol
熱容:25.10J /(mol· K)
導熱系數:147W/(m·K)
導(dao)電性(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(du):22.56g/cm3
元素(su)在宇宙中的含量:0.002ppm
元素在(zai)太(tai)陽中的含量:0.002ppm
地殼中(zhong)含量(liang):0.000003ppm
氧(yang)化態:主要:+3,+4其他:0,+1,+2,+5,+6
晶(jing)體結(jie)構:晶(jing)胞(bao)為(wei)面心立方晶(jing)胞(bao),每個晶(jing)胞(bao)含有4個金屬原子(zi)。
晶胞(bao)參數:a=383.9 pm;b = 383.9 pm;c = 383.9 pm;α = 90°;β = 90°;γ = 90°
莫氏硬度:6.5
聲音在其中(zhong)的傳(chuan)播速率:4825m/s
發現人:臺(tai)奈特(Tennant)
發現年代:1803年
銥(yi)是一種化學元素,化學符號是Ir,原(yuan)子序(xu)數77。
銥(yi)的(de)化(hua)學性質很穩定。是(shi)最耐腐(fu)蝕的(de)金(jin)屬,銥(yi)對(dui)酸(suan)(suan)的(de)化(hua)學穩定性極高,不溶(rong)于酸(suan)(suan),只有(you)海綿狀的(de)銥(yi)才(cai)會緩慢地溶(rong)于熱(re)王(wang)水(shui)中(zhong),如(ru)果是(shi)致密狀態的(de)銥(yi),即使是(shi)沸騰的(de)王(wang)水(shui),也(ye)不能(neng)腐(fu)蝕;但是(shi),在(zai)高溫加壓(ya)的(de)密閉反(fan)應釜中(zhong),銥(yi)在(zai)250°C以上的(de)王(wang)水(shui)中(zhong)受到明顯腐(fu)蝕;由(you)20份(fen)(fen)濃鹽酸(suan)(suan)與1份(fen)(fen)濃硝酸(suan)(suan)配置(zhi)的(de)混酸(suan)(suan),在(zai)相同溫度與壓(ya)力下,對(dui)銥(yi)的(de)腐(fu)蝕性是(shi)王(wang)水(shui)的(de)20倍左右(you),因此(ci)在(zai)化(hua)學分析(xi)中(zhong)常用來做消解(jie)金(jin)屬銥(yi)的(de)試劑。
銥(yi)在350°C的熔(rong)融(rong)氫(qing)氧化(hua)鈉中(未通入空氣)極其(qi)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕,腐(fu)(fu)(fu)蝕率小于(yu)0.005mm/年(約3.5mdd),但400°C以上(shang)的熔(rong)融(rong)氫(qing)氧化(hua)鈉對銥(yi)的腐(fu)(fu)(fu)蝕很(hen)嚴重;熔(rong)融(rong)的氫(qing)氧化(hua)鉀(jia)也可(ke)以強烈腐(fu)(fu)(fu)蝕銥(yi)。?
在室(shi)溫(wen)中,致密的金屬銥,對干(gan)燥(zao)的氟氣,以(yi)及干(gan)燥(zao)或者潮濕的氯,溴,碘,都具有極好(hao)的耐腐蝕性。沒(mei)有可見腐蝕。
一般的腐蝕(shi)劑都不能腐蝕(shi)銥。有形成配位化合物得強(qiang)烈(lie)傾向(xiang)。
元素來源:在(zai)地殼(ke)中含(han)量僅有9×10-9%。主要存在(zai)于鋨銥礦中。可用(yong)鋅(xin)與在(zai)提煉鉑時(shi)所得(de)(de)得(de)(de)鋨銥合金中分離制得(de)(de)。
元素用途:很多高熔點(dian)氧化物(wu)單晶,是在(zai)純銥(yi)(yi)(yi)(yi)制(zhi)成的(de)(de)(de)坩(gan)堝中進行(xing)生(sheng)長(chang)的(de)(de)(de),純銥(yi)(yi)(yi)(yi),鉑(bo)(bo)銥(yi)(yi)(yi)(yi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin),銥(yi)(yi)(yi)(yi)銠合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)多用于制(zhi)作科學(xue)儀(yi)器、熱(re)電偶、電阻線等。在(zai)鉑(bo)(bo)中加入銥(yi)(yi)(yi)(yi),可以提高鉑(bo)(bo)在(zai)水,酸(suan),鹵素中的(de)(de)(de)抗腐蝕(shi)性(xing),以及500°C以下的(de)(de)(de)機械強度,但隨(sui)著銥(yi)(yi)(yi)(yi)含(han)量的(de)(de)(de)增加,在(zai)900°C以上合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)在(zai)空(kong)氣中的(de)(de)(de)氧化失重也(ye)增加。含(han)10%的(de)(de)(de)銥(yi)(yi)(yi)(yi)和與90%的(de)(de)(de)鉑(bo)(bo)的(de)(de)(de)鉑(bo)(bo)銥(yi)(yi)(yi)(yi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin),因膨脹系數極小,用來制(zhi)造國際標準(zhun)米尺(chi),世(shi)界上的(de)(de)(de)千克原器也(ye)曾是由鉑(bo)(bo)銥(yi)(yi)(yi)(yi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)制(zhi)作的(de)(de)(de)。
屬(shu)于周期表Ⅷ族過(guo)渡元素(su),元素(su)符號Ir,原子(zi)序(xu)數77,原子(zi)量(liang)192.22,面(mian)心(xin)立方晶(jing)格(ge),是一種(zhong)稀有的(de)貴金屬(shu)材料。
簡史1803年(nian)英(ying)國s.Tennant由分離(li)鉑后的(de)黑色殘(can)渣中(zhong)發現(xian)銥(yi)(yi);1813年(nian)進行(xing)了銥(yi)(yi)的(de)第一(yi)次熔化實(shi)驗;1860年(nian)帝俄造(zao)幣廠用約8kg原(yuan)生含銥(yi)(yi)材料和(he)其他殘(can)渣作(zuo)原(yuan)料進行(xing)熔煉,得到一(yi)個1.805kg重的(de)銥(yi)(yi)錠。1881年(nian)霍蘭(J.Holland)以“熔化和(he)鑄造(zao)銥(yi)(yi)的(de)工藝”為(wei)(wei)題申請(qing)了美(mei)國專利。此后,各國的(de)冶金(jin)工作(zuo)者們為(wei)(wei)解決銥(yi)(yi)的(de)加工問(wen)題作(zuo)了大量工作(zuo)。
性能:(1)熔(rong)(rong)點2450℃,銥(yi)制品使(shi)用(yong)溫(wen)度可達(da)2100~2200℃;(2)彈性模量(liang)高(gao)(538.3GPa),泊松系數低(0.26),低溫(wen)塑性很差(cha);(3)是最耐腐蝕(shi)的(de)(de)金屬(shu),致密態銥(yi)不溶于(yu)所有無機酸(suan),也不被其(qi)他金屬(shu)熔(rong)(rong)體浸蝕(shi),例(li)如熔(rong)(rong)化的(de)(de)鉛、鋅、鎳、鐵、金等;能耐許多熔(rong)(rong)融試劑(ji)和高(gao)溫(wen)硅酸(suan)鹽的(de)(de)浸蝕(shi);(4)像其(qi)他鉑族金屬(shu)合金一(yi)樣,銥(yi)合金能牢固(gu)吸附有機物,可作催化劑(ji)材料(liao);(5)銥(yi)在空(kong)(kong)氣(qi)或(huo)氧氣(qi)中600℃以上生成IrO?,并(bing)在1100℃分(fen)解;在1227℃空(kong)(kong)氣(qi)中銥(yi)的(de)(de)揮發量(liang)為鉑的(de)(de)100倍。銥(yi)可采用(yong)高(gao)頻或(huo)中頻爐、電弧爐、電子束等熔(rong)(rong)煉。銥(yi)在1600℃以上具(ju)有好的(de)(de)塑性,通常進行熱加工。
用(yong)途:銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)高(gao)熔點、高(gao)穩定性(xing)使(shi)其在(zai)很(hen)多特殊場(chang)合具(ju)有(you)重要用(yong)途,但銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)脆(cui)性(xing)和高(gao)溫(wen)損耗在(zai)一定程(cheng)度上限制了它的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)最早應(ying)用(yong)是作(zuo)筆尖材料(liao)(liao),后來又提出了注射針頭(tou)、天平(ping)刀刃、羅盤(pan)支架、電(dian)觸(chu)頭(tou)等方(fang)面的(de)(de)(de)(de)用(yong)途。銥(yi)(yi)(yi)坩堝可用(yong)于生長(chang)難熔氧化物晶(jing)體,該坩堝能(neng)在(zai)2100~2200℃工作(zuo)幾千小(xiao)時,是重要的(de)(de)(de)(de)貴金屬器(qi)皿材料(liao)(liao)。銥(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)抗氧化性(xing)和熱電(dian)性(xing)能(neng)使(shi)銥(yi)(yi)(yi)/銥(yi)(yi)(yi)銠(lao)熱電(dian)偶成(cheng)為惟一能(neng)在(zai)大(da)氣中測量達2100℃高(gao)溫(wen)的(de)(de)(de)(de)貴金屬測溫(wen)材料(liao)(liao);可用(yong)作(zuo)放射性(xing)熱源的(de)(de)(de)(de)容器(qi)材料(liao)(liao);陽極氧化銥(yi)(yi)(yi)膜是一種有(you)前(qian)途的(de)(de)(de)(de)電(dian)顯色材料(liao)(liao)。Ir-192是γ射線源,可用(yong)于無損探(tan)傷和放射化學治療(liao)。同時,銥(yi)(yi)(yi)是一個很(hen)重要的(de)(de)(de)(de)合金化元素,一些(xie)銥(yi)(yi)(yi)合金使(shi)用(yong)在(zai)某些(xie)關鍵部(bu)門;銥(yi)(yi)(yi)化合物亦(yi)有(you)其特有(you)用(yong)途。
銥的(de)(de)(de)(de)發現(xian)與鉑(bo)以及其(qi)他鉑(bo)系(xi)元素(su)(su)息息相關(guan)。古埃(ai)塞俄比亞人(ren)和南美洲各文(wen)化的(de)(de)(de)(de)人(ren)自古便(bian)有使用自然產(chan)生的(de)(de)(de)(de)鉑(bo)金屬(shu),當中必定含有少量其(qi)他鉑(bo)系(xi)元素(su)(su),這(zhe)也包括銥。17世(shi)紀西班牙征服者在今天的(de)(de)(de)(de)哥倫(lun)比亞喬科省發現(xian)了鉑(bo),并將其(qi)帶到歐洲。然而直到1748年,科學家(jia)才發現(xian)它并不(bu)是任何(he)已知金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)合(he)金,而是一(yi)種全新的(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)。
當時(shi)研究(jiu)鉑的化學(xue)(xue)家(jia)將它(ta)置于王水(shui)(鹽(yan)酸(suan)和(he)硝(xiao)酸(suan)的混合物)當中,從(cong)而產(chan)生可溶鹽(yan)。制成的溶液每次都留(liu)下少(shao)量(liang)(liang)深色(se)的不(bu)可溶殘留(liu)物。約瑟(se)夫·普魯斯特曾以為這一(yi)殘留(liu)物是石墨。法國化學(xue)(xue)家(jia)維多·科萊-德科提爾(Victor Collet-Descotils)、福爾克(ke)拉伯爵安東萬·弗朗索瓦(wa)(Antoine Fran?ois, comte de Fourcroy)和(he)路易(yi)·尼古(gu)拉·沃克(ke)朗(Louis Nicolas Vauquelin)在1803年也同樣(yang)觀(guan)察到(dao)了(le)這一(yi)黑色(se)殘留(liu)物,但(dan)因量(liang)(liang)太少(shao)而沒有進(jin)行進(jin)一(yi)步實驗。
1803年(nian)(nian),英(ying)國化(hua)學家(jia)史密森·特南特分析了(le)殘留物,并(bing)推斷其中必含新的(de)(de)(de)(de)(de)金屬元素。沃克朗把(ba)該粉末來回在(zai)酸(suan)堿中浸洗,取(qu)(qu)得(de)了(le)一(yi)種(zhong)揮發(fa)(fa)性氧化(hua)物。他(ta)認為(wei)(wei)這是(shi)新元素的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)物,并(bing)把(ba)新元素命名(ming)為(wei)(wei)“ptene”,源于希臘文的(de)(de)(de)(de)(de)“πτηνο?”(ptènos),即“有(you)翼的(de)(de)(de)(de)(de)”。特南特則擁(yong)有(you)更大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)殘留物,并(bing)在(zai)不久后辨認出兩(liang)種(zhong)新元素,也就是(shi)鋨和(he)銥。在(zai)一(yi)連串用到氫氧化(hua)鈉和(he)氫氯酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)之(zhi)后,他(ta)制成(cheng)了(le)一(yi)種(zhong)深紅色晶體(ti)(很可能是(shi)Na2[IrCl6]·nH2O)。銥的(de)(de)(de)(de)(de)許多鹽(yan)都有(you)鮮艷的(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色,所以特南特取(qu)(qu)希臘神話中的(de)(de)(de)(de)(de)彩虹(hong)女神伊(yi)里斯(?ρι?,Iris)之(zhi)名(ming),把(ba)銥命名(ming)為(wei)(wei)“Iridium”。元素的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現被記錄在(zai)1804年(nian)(nian)6月(yue)21日致皇家(jia)學院的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)封信中。
1813年,英(ying)國化(hua)(hua)學家約翰·喬治·求爾(er)(er)德(de)(de)倫(John George Children)首(shou)次熔(rong)化(hua)(hua)銥(yi)金(jin)(jin)屬(shu)。1842年,羅伯特·海(hai)爾(er)(er)(Robert Hare)首(shou)次取得高純度銥(yi)金(jin)(jin)屬(shu)。他量(liang)得的(de)銥(yi)密度為21.8 g/cm3,并(bing)發現這一金(jin)(jin)屬(shu)幾(ji)乎不(bu)可延展(zhan),且硬度極高。1860年,亨利·愛丁(ding)·圣(sheng)克萊爾(er)(er)·德(de)(de)維爾(er)(er)和朱爾(er)(er)·亨利·德(de)(de)布雷(Jules Henri Debray)第一次大量(liang)熔(rong)化(hua)(hua)銥(yi)。每公斤銥(yi)的(de)熔(rong)化(hua)(hua)過程需要超過300升(sheng)的(de)純O2和H2。
銥(yi)(yi)如此難熔(rong)化(hua)塑(su)性(xing),這大大限制(zhi)了它的(de)實際應用。約(yue)翰·艾薩(sa)克·霍金斯(John Isaac Hawkins)在1834年發明了裝有銥(yi)(yi)造筆尖(jian)的(de)金質鋼筆。1880年,約(yue)翰·霍蘭(lan)(lan)德(de)(John Holland)和(he)威(wei)廉·洛弗蘭(lan)(lan)德(de)·達德(de)利(William Lofland Dudley)利用磷大大簡(jian)化(hua)了銥(yi)(yi)的(de)熔(rong)化(hua)過程,并(bing)在美國申請了專利。英國莊(zhuang)信萬豐公(gong)司之后表示,他們早(zao)在1837年就開始使用類(lei)似的(de)方法熔(rong)解銥(yi)(yi),而且(qie)已在多個世界博覽(lan)會展出經熔(rong)融制(zhi)成的(de)銥(yi)(yi)。奧托·佛斯納(na)(Otto Feussner)在1993年第一次在熱電偶中使用銥(yi)(yi)-釕合金材料,使這種新型器(qi)材能(neng)夠測量高達2000 °C的(de)溫度。
1957年(nian),魯(lu)道夫·穆斯堡爾(er)(er)在只含Ir的(de)(de)(de)(de)固(gu)體金(jin)屬樣本中(zhong),發(fa)(fa)現(xian)(xian)原子(zi)能夠進(jin)(jin)行(xing)無反沖(chong)的(de)(de)(de)(de)γ射(she)線(xian)共振發(fa)(fa)射(she)及吸(xi)收。他所進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)是(shi)20世紀(ji)標志性的(de)(de)(de)(de)物(wu)理實(shi)驗(yan)之一。此現(xian)(xian)象(xiang)稱為穆斯堡爾(er)(er)效應(其他呈現(xian)(xian)該效應的(de)(de)(de)(de)原子(zi)核(he)也陸續被發(fa)(fa)現(xian)(xian),如Fe),是(shi)穆斯堡爾(er)(er)譜(pu)學(xue)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)心原理,在物(wu)理學(xue)、化學(xue)、生物(wu)化學(xue)、冶(ye)金(jin)學(xue)和礦物(wu)學(xue)中(zhong)都有重要的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。論文發(fa)(fa)布的(de)(de)(de)(de)僅僅3年(nian)之后,即(ji)1961年(nian),穆斯堡爾(er)(er)就因這一發(fa)(fa)現(xian)(xian)獲(huo)得了諾貝爾(er)(er)物(wu)理學(xue)獎,時(shi)年(nian)32歲(sui)。
銥屬(shu)于(yu)鉑系金屬(shu),和鉑一(yi)(yi)樣呈(cheng)白色(se),另帶(dai)少許黃色(se)。銥堅(jian)硬易碎,熔點也非常高,所(suo)以(yi)很難(nan)鑄造和塑(su)性(xing)。制造工序因此一(yi)(yi)般使用粉末冶(ye)金。銥是唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)種在(zai)1600 °C以(yi)上(shang)的空氣中仍保(bao)持優良力學性(xing)質的金屬(shu)。其沸點極高,在(zai)所(suo)有元(yuan)素中排第10位。銥在(zai)0.14 K以(yi)下會呈(cheng)現超導體性(xing)質。
銥的(de)(de)彈性(xing)模(mo)量(liang)在(zai)低(di)于(yu)鋨,為所有金屬中第二高。其剪(jian)切模(mo)量(liang)很(hen)高,泊松比很(hen)低(di),因此具有很(hen)高的(de)(de)剛(gang)度(du)(du),使得(de)銥的(de)(de)加工(gong)生(sheng)(sheng)產過程非(fei)常困難(nan)。盡管生(sheng)(sheng)產不易(yi),價(jia)格(ge)昂貴(gui),但銥還是有多項應用,包括在(zai)極(ji)端條件下加強(qiang)機(ji)械(xie)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)。
銥(yi)的(de)(de)密(mi)(mi)度在所(suo)有元素中(zhong)排第二位,僅比鋨稍(shao)低。由(you)于密(mi)(mi)度值(zhi)十分相近,測量(liang)也并不容(rong)易,所(suo)以這兩個元素到底哪一個密(mi)(mi)度更(geng)高(gao)曾經并沒有定(ding)論(lun)。通過原(yuan)子量(liang)來(lai)計(ji)算密(mi)(mi)度值(zhi),2013年的(de)(de)結(jie)論(lun)是:銥(yi)的(de)(de)密(mi)(mi)度是22.56g/cm3,鋨的(de)(de)密(mi)(mi)度是22.59g/cm3,兩者(zhe)差(cha)值(zhi)僅為(wei)0.027g/cm3。但鋨的(de)(de)原(yuan)子量(liang)測量(liang)仍缺少大量(liang)實驗驗證,因此銥(yi)與鋨哪個密(mi)(mi)度更(geng)高(gao)至今(jin)還無法下結(jie)論(lun)。
銥(yi)是抗(kang)腐蝕(shi)性最(zui)強的金(jin)(jin)屬之一:它能夠在高(gao)溫下(xia)抵(di)御幾乎(hu)所有(you)酸、王水、熔融金(jin)(jin)屬,甚(shen)至(zhi)是硅酸鹽。但是某(mou)些(xie)熔融鹽,如氰化鈉和氰化鉀(jia),以(yi)(yi)及氧氣(qi)和鹵素單質(特別是氟氣(qi))在高(gao)溫下(xia)還是可以(yi)(yi)侵(qin)蝕(shi)銥(yi)的。
銥(yi)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)介(jie)乎?3和(he)+6,最常見(jian)的(de)(de)有(you)+3和(he)+4。高氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物比較罕見(jian),包括IrF6和(he)兩種混合(he)(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物Sr2MgIrO6及Sr2CaIrO6。2009年,科(ke)學(xue)家利用基質隔離方法(fa)(在6K的(de)(de)氬氣中)對過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)配合(he)(he)物進行紫外線照射,制成(cheng)了四氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)銥(yi)(IrO4)。然而這一化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物預計在更高的(de)(de)溫度(du)下無法(fa)穩定(ding)保持固體狀態(tai)。
各價(jia)態的(de)離子及化(hua)合物(wu)舉例(li)
-3 價(jia) : [Ir(CO)3]3-
-1 價 : [Ir(CO)3(PPh3)]-
0 價 : Ir4(CO)12
+1 價: Ir(CO)Cl(PPh3)2
+2 價(jia): IrCl2
+3 價:IrCl3
+4 價(jia): IrO2
+5 價(jia): Ir4F20
+6 價: IrF6
二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)(IrO2)為棕(zong)色粉末,是銥(yi)(yi)(yi)(yi)唯一一種性質已經過(guo)充分研究(jiu)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)。三(san)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)二(er)銥(yi)(yi)(yi)(yi)是一種黑藍色粉末,在硝酸中(zhong)會氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)成(cheng)IrO2。其他已知的(de)化(hua)合物(wu)包(bao)括二(er)硫(liu)化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)、二(er)硒化(hua)銥(yi)(yi)(yi)(yi)、三(san)硫(liu)化(hua)二(er)銥(yi)(yi)(yi)(yi)和三(san)硒化(hua)二(er)銥(yi)(yi)(yi)(yi)等(deng),另(ling)外也有研究(jiu)指(zhi)出IrS3的(de)存在。銥(yi)(yi)(yi)(yi)還可以形成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)態為+4和+5的(de)銥(yi)(yi)(yi)(yi)酸,如K2IrO3和KIrO3。在高溫下使銥(yi)(yi)(yi)(yi)與氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鉀或(huo)超(chao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鉀反應,就可取得(de)這(zhe)些銥(yi)(yi)(yi)(yi)酸。
目前尚未發(fa)現化學式(shi)為IrxHy的氫銥(yi)二元化合物(wu),但有(you)些已(yi)知配合物(wu)包含IrH4?和IrH3?離子,其(qi)中銥(yi)的氧(yang)化態分別(bie)為+1和+3。科(ke)學家認為,Mg6Ir2H11當中同(tong)時存在(zai)IrH??以(yi)及含18個電(dian)子的IrH5?離子。
銥并不形(xing)成(cheng)(cheng)一鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和(he)二鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu),而(er)(er)是會(hui)與每一種鹵素形(xing)成(cheng)(cheng)對應的(de)三鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)IrX3。氧化(hua)(hua)(hua)態為+4或以上的(de)鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)只(zhi)有四氟(fu)化(hua)(hua)(hua)銥、五氟(fu)化(hua)(hua)(hua)銥和(he)六氟(fu)化(hua)(hua)(hua)銥。六氟(fu)化(hua)(hua)(hua)銥(IrF6)是一種反應性(xing)很高(gao)的(de)揮發性(xing)黃色固體(ti)(ti),其分子結構呈八面體(ti)(ti)形(xing)。它在水中會(hui)分解,而(er)(er)且銥黑(即金屬銥粉末)可將其還(huan)原成(cheng)(cheng)晶(jing)體(ti)(ti)狀的(de)四氟(fu)化(hua)(hua)(hua)銥(IrF4)。五氟(fu)化(hua)(hua)(hua)銥的(de)特性(xing)相似(si),但它其實是一種四聚體(ti)(ti)Ir4F20,由(you)四個角對角連(lian)接(jie)的(de)八面體(ti)(ti)所形(xing)成(cheng)(cheng)。
工業上最重(zhong)要(yao)的(de)(de)銥(yi)化(hua)合(he)(he)物是(shi)(shi)六(liu)氯(lv)銥(yi)酸(suan)(H2IrCl6)及其銨(an)鹽(yan)。銥(yi)的(de)(de)純化(hua)過(guo)程、大多數(shu)銥(yi)化(hua)合(he)(he)物的(de)(de)生(sheng)產(chan)初始步驟以及陽(yang)極涂層的(de)(de)制備過(guo)程都要(yao)用(yong)到這些化(hua)合(he)(he)物。IrCl2?離子呈棕黑色,能夠輕易還原(yuan)成淺色的(de)(de)IrCl3?,且該反應(ying)可以逆轉。三(san)氯(lv)化(hua)銥(yi)(IrCl3)常被用(yong)作其他(ta)Ir(III)化(hua)合(he)(he)物的(de)(de)制備原(yuan)料。氯(lv)和銥(yi)粉末在650°C經氧化(hua)反應(ying)會形成無(wu)水三(san)氯(lv)化(hua)銥(yi),而(er)Ir2O3溶于氫(qing)氯(lv)酸(suan)中(zhong)則可制成水合(he)(he)三(san)氯(lv)化(hua)銥(yi)。另一種(zhong)類似的(de)(de)制備原(yuan)料是(shi)(shi)六(liu)氯(lv)銥(yi)酸(suan)銨(an)((NH4)3IrCl6)。三(san)價(jia)銥(yi)配(pei)合(he)(he)物具抗(kang)磁性,分子結(jie)構(gou)一般為八面體型。
銥的(de)有(you)機(ji)(ji)化(hua)合物(wu)(wu)含有(you)銥﹣碳鍵,其中銥的(de)氧(yang)(yang)化(hua)態(tai)通常較低(di)。比如,十二羰基(ji)四(si)(si)銥(Ir4(CO)12)是(shi)最常見(jian)兼最穩(wen)定的(de)金屬(shu)羰基(ji)配(pei)合物(wu)(wu),當中的(de)銥就處于(yu)0氧(yang)(yang)化(hua)態(tai)。十二羰基(ji)四(si)(si)銥中的(de)每(mei)一(yi)個銥原子(zi)都(dou)(dou)與另外(wai)三個鍵合,形(xing)成(cheng)四(si)(si)面(mian)體(ti)原子(zi)簇。一(yi)些(xie)重要的(de)Ir(I)有(you)機(ji)(ji)化(hua)合物(wu)(wu)都(dou)(dou)是(shi)以發現者命名(ming)的(de)。這包括沃什卡(ka)配(pei)合物(wu)(wu)(IrCl(CO)[P(C6H5)3]2),它會(hui)與O2氧(yang)(yang)分子(zi)鍵合,這種特性十分特殊。克(ke)拉布(bu)特利催化(hua)劑(Crabtree's catalyst)是(shi)一(yi)種用于(yu)氫(qing)化(hua)反應(ying)的(de)均相催化(hua)劑。這些(xie)化(hua)合物(wu)(wu)都(dou)(dou)屬(shu)于(yu)平面(mian)正方形(xing)d配(pei)合物(wu)(wu),共(gong)有(you)16個價電子(zi),因(yin)此(ci)反應(ying)性很高。
銥有兩種自然(ran)穩定(ding)(ding)(ding)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su):191Ir和(he)193Ir,豐度分別為(wei)37.3%和(he)62.7%。已人工(gong)合成的(de)放(fang)射(she)性(xing)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)共有34種,質(zhi)量數從164至199不(bu)等。192Ir夾在兩個穩定(ding)(ding)(ding)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)之間(jian),也是(shi)最穩定(ding)(ding)(ding)的(de)放(fang)射(she)性(xing)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su),半(ban)衰期為(wei)73.827天。這一同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)在近距(ju)離(li)治(zhi)療和(he)工(gong)業射(she)線照相技術中(zhong)(zhong)具有用途,特(te)別是(shi)在天然(ran)氣工(gong)業中(zhong)(zhong)用于無(wu)損檢測鋼(gang)鐵的(de)焊(han)接處。銥-192曾造成多宗輻射(she)意外。另(ling)外有三(san)個同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)的(de)半(ban)衰期在一天以上:188Ir、189Ir和(he)190Ir。質(zhi)量數低于191的(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)會同(tong)(tong)時進(jin)行(xing)β衰變、α衰變以及質(zhi)子發射(she),但有兩者除外:189Ir進(jin)行(xing)電子捕(bu)獲,而(er)190Ir進(jin)行(xing)正電子發射(she)。質(zhi)量數高于191的(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)則進(jin)行(xing)β衰變,其中(zhong)(zhong)192Ir會少(shao)量進(jin)行(xing)電子捕(bu)獲。所(suo)有銥同(tong)(tong)位(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)都是(shi)在1934至2001年間(jian)發現(xian)的(de),其中(zhong)(zhong)最新發現(xian)的(de)是(shi)171Ir。
銥共有32種已知同(tong)(tong)(tong)核異(yi)構(gou)(gou)體(ti),質量(liang)數(shu)介乎164到197。最(zui)(zui)穩定(ding)的(de)同(tong)(tong)(tong)核異(yi)構(gou)(gou)體(ti)是(shi)(shi)192m2Ir,它會經(jing)同(tong)(tong)(tong)核異(yi)能躍遷,半(ban)衰(shuai)(shuai)期為241年,因此比所有處于基態的(de)放射(she)性同(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)都(dou)要穩定(ding)。最(zui)(zui)不穩定(ding)的(de)異(yi)構(gou)(gou)體(ti)是(shi)(shi)190m3Ir,其半(ban)衰(shuai)(shuai)期只有2微秒。191Ir是(shi)(shi)所有元素(su)(su)中(zhong)首個被證(zheng)實呈(cheng)現穆(mu)斯堡爾效應的(de)同(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)。該同(tong)(tong)(tong)位(wei)素(su)(su)應用在穆(mu)斯堡爾光譜分析中(zhong),在物(wu)理學(xue)(xue)(xue)、化學(xue)(xue)(xue)、生物(wu)化學(xue)(xue)(xue)、冶金學(xue)(xue)(xue)和(he)礦物(wu)學(xue)(xue)(xue)等領域都(dou)有用到。
銥(yi)屬鉑(bo)(bo)(bo)系元(yuan)(yuan)素(su)(su)。鉑(bo)(bo)(bo)系元(yuan)(yuan)素(su)(su)幾乎完全成(cheng)(cheng)單(dan)質狀態存在(zai),高度分(fen)散在(zai)各種礦(kuang)石(shi)中,例如原鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)、硫(liu)化鎳銅礦(kuang)、磁鐵礦(kuang)等。鉑(bo)(bo)(bo)系元(yuan)(yuan)素(su)(su)幾乎無例外(wai)地(di)共同存在(zai),形成(cheng)(cheng)天然合金(jin)。在(zai)含鉑(bo)(bo)(bo)系元(yuan)(yuan)素(su)(su)礦(kuang)石(shi)中,通常以鉑(bo)(bo)(bo)為主要成(cheng)(cheng)分(fen),而其余鉑(bo)(bo)(bo)系元(yuan)(yuan)素(su)(su)則因含量較小,必(bi)須經過化學分(fen)析(xi)才能被(bei)發現。由于鋨、銥(yi)、鈀、銠(lao)和(he)釕都與鉑(bo)(bo)(bo)共同組成(cheng)(cheng)礦(kuang)石(shi),因此(ci)它們都是從鉑(bo)(bo)(bo)礦(kuang)提取鉑(bo)(bo)(bo)后的殘(can)渣(zha)中發現的。
鉑(bo)(bo)系(xi)(xi)元(yuan)素化(hua)學(xue)性質穩定(ding)。它(ta)們中(zhong)除(chu)鉑(bo)(bo)和(he)鈀(ba)外,不但不溶(rong)于(yu)(yu)普通的酸,而(er)且不溶(rong)于(yu)(yu)王(wang)水(shui)。鉑(bo)(bo)很(hen)易溶(rong)于(yu)(yu)王(wang)水(shui),鈀(ba)還溶(rong)于(yu)(yu)熱硝酸中(zhong)。所(suo)有(you)(you)鉑(bo)(bo)系(xi)(xi)元(yuan)素都有(you)(you)強烈形成配位化(hua)合物的傾向。1803年,法國化(hua)學(xue)家科(ke)勒德士戈蒂等人(ren)研究了鉑(bo)(bo)系(xi)(xi)礦石溶(rong)于(yu)(yu)王(wang)水(shui)后的渣子。他們宣(xuan)布殘渣中(zhong)有(you)(you)兩種不同于(yu)(yu)鉑(bo)(bo)的新金屬(shu)存在,它(ta)們不溶(rong)于(yu)(yu)王(wang)水(shui)。1804年,泰納爾發現(xian)并命名(ming)了它(ta)們。其中(zhong)一(yi)個命名(ming)為irdium(銥(yi)),元(yuan)素符號(hao)定(ding)為Ir。這(zhe)一(yi)詞GD來自希(xi)臘文iris,原意(yi)是“虹”。這(zhe)可能是由于(yu)(yu)二氧化(hua)銥(yi)的水(shui)合物IrO2·2H2O傳或Ir(OH)4,從溶(rong)液中(zhong)析出沉(chen)淀時,顏色或青、或紫、或深(shen)藍、或黑(hei),GA隨著沉(chen)淀的情況而(er)改變。
銥(yi)金(jin):是稀有貴(gui)重金(jin)屬,是鉑和(he)(he)銥(yi)的合(he)金(jin),稀有程度(du)在(zai)鉑金(jin)之上。其(qi)熔點、強度(du)和(he)(he)硬度(du)都很高(gao)(gao)。顏色為銀(yin)白色,具強金(jin)屬光(guang)澤,硬度(du)7。相對密度(du)22.40,性(xing)(xing)脆但在(zai)高(gao)(gao)溫下可壓成箔片或拉成細(xi)絲,熔點高(gao)(gao),達2454℃。化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質非常(chang)穩(wen)定,不溶于王水。主要用于制造科學(xue)儀器、熱電偶(ou)、電阻(zu)綾等。高(gao)(gao)硬度(du)的鐵銥(yi)和(he)(he)銥(yi)鉑合(he)金(jin),常(chang)用來(lai)制造筆(bi)尖和(he)(he)鉑金(jin)首(shou)飾。由于其(qi)極(ji)高(gao)(gao)的熔點和(he)(he)超強的抗腐(fu)蝕性(xing)(xing),銥(yi)在(zai)高(gao)(gao)水平技術(shu)領域中得到廣(guang)泛的使用,如(ru)航天(tian)技術(shu),制藥和(he)(he)汽車行業。
銥絲(si)(si):呈細絲(si)(si)狀金(jin)屬銥加工材料。銥絲(si)(si)的電阻(zu)系數為6.03×10-2Ωmm2/m,抗拉(la)強度1493MPa,伸長率10%~20%。用粉末(mo)冶金(jin)法和熔鑄-壓力加工法均(jun)可生產出Ф0.15mm細絲(si)(si)。銥絲(si)(si)用作高溫抗氧(yang)化熱電偶(ou)材料和燈絲(si)(si)材料。Ir-W熱電偶(ou)E(2200℃)=44.19mV,在(zai)1000~2000℃范圍內,熱電勢與溫度的關系幾乎成直線,但只能在(zai)中(zhong)性氣氛或真空中(zhong)使用。
銥合(he)(he)(he)金:以銥為基加入其他元素組成的合(he)(he)(he)金。常用(yong)的銥合(he)(he)(he)金有(you)Ir-40Rh、Ir-70Rh、Ir-20Ru、Ir-10Ru等合(he)(he)(he)金。其主要(yao)特(te)點(dian)是熱電(dian)性能(neng)良(liang)好、高溫抗氧化、耐腐蝕(shi)。Ir-Ru系合(he)(he)(he)金硬而脆(cui)難于加工。銥合(he)(he)(he)金主要(yao)用(yong)作高溫抗氧化熱電(dian)偶及電(dian)接觸(chu)材(cai)料,用(yong)Ir-Rh做熱電(dian)偶使用(yong)溫度可(ke)高達2000℃以上。
銥銠(lao)合金:是銥和銠(lao)的(de)二元合金,在(zai)高(gao)溫(wen)下為(wei)連續固溶(rong)體,有IrRh10、IrRh40、IrRh50和IrRh-70等(deng)合金。Ir-Rh40合金的(de)鑄(zhu)態(tai)維氏硬度1736MPa,IrPh70的(de)為(wei)1422MPa。合金的(de)高(gao)溫(wen)抗(kang)氧(yang)化能力比純銥強,在(zai)2000℃時(shi)IrRh60氧(yang)化失(shi)重約5%。而純銥失(shi)重高(gao)達27%。用高(gao)頻爐氬氣保護熔煉,鑄(zhu)錠經熱軋(ya)和適(shi)量的(de)冷(leng)加(jia)工(gong)成(cheng)材。主要用作高(gao)溫(wen)抗(kang)氧(yang)化熱電(dian)偶,使用溫(wen)度可(ke)達2000℃以上,有IrRh60-Ir、IrRh40-Ir以及(ji)IrRh50-IrRu10等(deng),后者熱電(dian)勢最高(gao),在(zai)2000℃時(shi)可(ke)達17.18mV。
發現的鉑(bo)(bo)族礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)和含鉑(bo)(bo)族元素(su)的礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)已超過80種,加(jia)上變(bian)種和未(wei)定(ding)名礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)已達200個。在自(zi)(zi)然界中,鉑(bo)(bo)族金屬主(zhu)國呈自(zi)(zi)然元素(su)、自(zi)(zi)然合金、銻化物(wu)(wu)、硫化物(wu)(wu)、硫砷化物(wu)(wu)和鉍碲化物(wu)(wu)的單(dan)獨礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)存(cun)在,部分呈類質同像存(cun)在于硫化物(wu)(wu),如(ru)黃銅礦(kuang)(kuang)、鎳黃鐵礦(kuang)(kuang)、紫硫鎳(鐵)礦(kuang)(kuang)等中。
銥(yi)是(shi)地(di)(di)球(qiu)(qiu)地(di)(di)殼(ke)中(zhong)最稀有的(de)元素(su)之(zhi)一(yi),平(ping)均質量(liang)(liang)比(bi)例只有百萬(wan)分(fen)之(zhi)0.001。金的(de)豐度是(shi)它(ta)的(de)40倍,鉑是(shi)它(ta)的(de)10倍,而(er)(er)銀和汞都是(shi)它(ta)的(de)80倍。相比(bi)之(zhi)下,銥(yi)在隕石里的(de)含(han)(han)量(liang)(liang)則(ze)高(gao)很多(duo),一(yi)般在百萬(wan)分(fen)之(zhi)0.5以(yi)上。科學家(jia)相信(xin),銥(yi)在整個(ge)地(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)含(han)(han)量(liang)(liang)比(bi)在地(di)(di)殼(ke)中(zhong)的(de)含(han)(han)量(liang)(liang)高(gao)很多(duo),但由于它(ta)密度高(gao),而(er)(er)且具親鐵性,所以(yi)在地(di)(di)球(qiu)(qiu)仍處于熔融狀態時,就已沉到地(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)內核了(le)。
銥(yi)在自(zi)然(ran)中(zhong)以純金(jin)屬或合金(jin)的形態出(chu)現,尤其(qi)是各種比例的銥(yi)﹣鋨(e)合金(jin)。鎳和銅礦藏中(zhong)含有鉑系金(jin)屬的硫(liu)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(如(Pt,Pd)S)、碲化(hua)(hua)物(wu)(wu)(如PtBiTe)、銻化(hua)(hua)物(wu)(wu)(PdSb)和砷(shen)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(如PtAs2)。這些化(hua)(hua)合物(wu)(wu)中(zhong)的鉑會被少量的銥(yi)和鋨(e)元素取代(dai)。與其(qi)他鉑系元素一樣,銥(yi)可(ke)以形成自(zi)然(ran)鎳合金(jin)及銅合金(jin)。
地殼中有(you)三種地質結(jie)構的銥(yi)(yi)含量(liang)最高:火(huo)成巖、撞(zhuang)擊坑以及(ji)(ji)前二者演(yan)化而成的地質結(jie)構。最大的已知礦藏有(you)南(nan)非的布(bu)(bu)什維爾德(de)火(huo)成雜巖體、俄羅斯的諾里爾斯克及(ji)(ji)加拿(na)大的索德(de)柏立盆地等。美國有(you)較小的鋨礦藏。銥(yi)(yi)也出現(xian)在次生礦藏中,與沖積層礦藏中的鉑(bo)(bo)以及(ji)(ji)其(qi)他鉑(bo)(bo)系元素結(jie)合。前哥(ge)倫布(bu)(bu)時期(qi)哥(ge)倫比亞喬(qiao)科省居民所(suo)用(yong)的沖積層礦藏至今仍是鉑(bo)(bo)系元素的一大來源。截至2003年,并沒有(you)數據記(ji)錄(lu)全(quan)球銥(yi)(yi)儲藏量(liang)。
白(bai)堊紀(ji)﹣第三紀(ji)界(jie)線
6600萬(wan)年(nian)前(qian)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)K-E界(jie)線記(ji)錄(lu)了從白堊紀(ji)到古近紀(ji)的(de)轉折點,此地(di)(di)層(ceng)的(de)黏土的(de)銥含量異常高。路(lu)易斯(si)(si)·阿(a)(a)爾(er)(er)(er)瓦雷茨(ci)(ci)為首的(de)研(yan)究團隊(dui)在(zai)1980年(nian)提出(chu)(chu)假說,指這(zhe)一地(di)(di)層(ceng)中的(de)銥是(shi)(shi)小行星(xing)(xing)或彗星(xing)(xing)撞擊(ji)地(di)(di)球(qiu)時(shi)帶(dai)來的(de)。這(zhe)一理(li)論稱為阿(a)(a)爾(er)(er)(er)瓦雷茨(ci)(ci)假說,目前(qian)被(bei)公(gong)認(ren)(ren)為恐龍滅絕(jue)的(de)最佳解釋。后來人們在(zai)中美洲尤(you)卡坦半島(dao)地(di)(di)底發現了約6600萬(wan)年(nian)前(qian)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)大型撞擊(ji)坑,即希克(ke)蘇魯伯隕石(shi)坑,這(zhe)很可能(neng)就是(shi)(shi)阿(a)(a)爾(er)(er)(er)瓦雷茨(ci)(ci)假說中那顆隕石(shi)的(de)撞擊(ji)地(di)(di)點。杜威·麥(mai)克(ke)林(Dewey M. McLean)等人則認(ren)(ren)為是(shi)(shi)火(huo)山(shan)活(huo)動把銥帶(dai)到地(di)(di)球(qiu)表(biao)面(mian)的(de),因為地(di)(di)球(qiu)深處存在(zai)更(geng)多的(de)銥元(yuan)素,而且許(xu)多火(huo)山(shan)至今(jin)仍在(zai)放出(chu)(chu)銥,如(ru)留尼汪島(dao)上(shang)的(de)富爾(er)(er)(er)奈斯(si)(si)火(huo)山(shan)。
金(jin)屬的提(ti)取(qu)(qu):砂(sha)鉑(bo)(bo)(bo)礦或含(han)鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬的砂(sha)金(jin)礦用重選法富(fu)集可得(de)精礦,鉑(bo)(bo)(bo)或鋨、銥(yi)的含(han)量能達70-90%,可直接精煉(lian)。50年代以來鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬主要從銅鎳硫(liu)(liu)化物共(gong)生礦中提(ti)取(qu)(qu),小部分(fen)從煉(lian)銅副產品(pin)中提(ti)取(qu)(qu)。鉑(bo)(bo)(bo)族含(han)量高的冰鎳,在氧(yang)壓下(xia)硫(liu)(liu)酸浸(jin)出(chu),或氯化冶金(jin)分(fen)離(li)其他金(jin)屬后獲得(de)鉑(bo)(bo)(bo)族精礦。鉑(bo)(bo)(bo)族精礦經過直接溶(rong)解(jie)、分(fen)離(li)、提(ti)純,或先(xian)將鋨、釕(liao)氧(yang)化揮發(fa)他離(li)后,再(zai)分(fen)離(li)、提(ti)純其他鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬。
鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬再生:鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬稀有而(er)貴(gui)重(zhong),歷來重(zhong)視回(hui)收。廢(fei)催化(hua)(hua)(hua)劑、廢(fei)電器(qi)元(yuan)件、含鉑(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)殘(can)破器(qi)皿、廢(fei)電鍍(du)液、珠寶裝飾(shi)品(pin)廠的(de)(de)(de)廢(fei)料(liao)等(deng)都可從中(zhong)(zhong)回(hui)收鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬。鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬的(de)(de)(de)分離(li)和(he)(he)提(ti)純(chun):鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬的(de)(de)(de)提(ti)取和(he)(he)精制(zhi)流程因原料(liao)成(cheng)分、含量的(de)(de)(de)不同而(er)異。將鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬精礦或含鉑(bo)(bo)(bo)族金(jin)屬的(de)(de)(de)陽極泥用(yong)王(wang)水(shui)(shui)溶(rong)解,鈀(ba)、鉑(bo)(bo)(bo)、金(jin)均進入溶(rong)液。用(yong)鹽酸(suan)(suan)處(chu)理(li)以(yi)破壞亞硝(xiao)酰化(hua)(hua)(hua)合物,然后加硫酸(suan)(suan)亞鐵沉(chen)淀出金(jin)。加氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an),鉑(bo)(bo)(bo)呈氯(lv)(lv)(lv)(lv)鉑(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)銨(an)沉(chen)淀出,煅燒氯(lv)(lv)(lv)(lv)鉑(bo)(bo)(bo)酸(suan)(suan)銨(an)可得(de)含鉑(bo)(bo)(bo)99.5%以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)海綿(mian)鉑(bo)(bo)(bo)。分離(li)鉑(bo)(bo)(bo)后的(de)(de)(de)濾液,加入過(guo)量的(de)(de)(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銨(an),再用(yong)鹽酸(suan)(suan)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua),沉(chen)淀出二氯(lv)(lv)(lv)(lv)二氨配亞鈀(ba)形式的(de)(de)(de)鈀(ba),再在氫(qing)氣中(zhong)(zhong)加熱煅燒可得(de)純(chun)度達99.7%以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)海綿(mian)鈀(ba)。經王(wang)水(shui)(shui)處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)不溶(rong)物與(yu)碳酸(suan)(suan)鈉、硼砂(sha)、密陀僧和(he)(he)焦炭共熔,得(de)貴(gui)鉛(qian)(qian)。用(yong)灰吹法除去大部(bu)分鉛(qian)(qian),再用(yong)硝(xiao)酸(suan)(suan)溶(rong)解銀,殘(can)留(liu)的(de)(de)(de)鉛(qian)(qian)、銠、銥、鋨(e)、釕富集于殘(can)渣(zha)(zha)(zha)中(zhong)(zhong)。將此殘(can)渣(zha)(zha)(zha)與(yu)硫酸(suan)(suan)氫(qing)鈉熔融(rong),銠轉化(hua)(hua)(hua)為可溶(rong)性的(de)(de)(de)硫酸(suan)(suan)鹽,用(yong)水(shui)(shui)浸(jin)出,加氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉沉(chen)出氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)銠,再用(yong)鹽酸(suan)(suan)溶(rong)解,得(de)氯(lv)(lv)(lv)(lv)銠酸(suan)(suan)。溶(rong)液提(ti)純(chun)后,加入氯(lv)(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)銨(an),濃縮(suo)、結晶出氯(lv)(lv)(lv)(lv)銠酸(suan)(suan)銨(an)。在氫(qing)氣中(zhong)(zhong)煅燒,可得(de)海綿(mian)銠。在硫酸(suan)(suan)氫(qing)鈉熔融(rong)時(shi),銥、鋨(e)、釕不反應,仍留(liu)于水(shui)(shui)浸(jin)殘(can)渣(zha)(zha)(zha)中(zhong)(zhong)。將殘(can)渣(zha)(zha)(zha)與(yu)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉和(he)(he)苛性鈉一(yi)起熔融(rong),用(yong)水(shui)(shui)浸(jin)出;向浸(jin)出液中(zhong)(zhong)通(tong)入氯(lv)(lv)(lv)(lv)氣并蒸餾,釕和(he)(he)鋨(e)以(yi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物形式蒸出。
用(yong)(yong)乙醇(chun)-鹽(yan)酸(suan)溶液(ye)(ye)吸收,將(jiang)吸收液(ye)(ye)再(zai)加熱蒸餾,并用(yong)(yong)堿(jian)液(ye)(ye)吸收得(de)鋨酸(suan)鈉。在吸收液(ye)(ye)中加氯化(hua)(hua)銨(an),則鋨以銨(an)鹽(yan)形式沉(chen)淀(dian),在氫(qing)氣(qi)中煅(duan)燒,可(ke)得(de)鋨粉(fen)。在蒸出(chu)鋨的殘液(ye)(ye)中加氯化(hua)(hua)銨(an),可(ke)得(de)釕(liao)的銨(an)鹽(yan),再(zai)在氫(qing)氣(qi)中煅(duan)燒,可(ke)得(de)釕(liao)粉(fen)。浸(jin)出(chu)釕(liao)和(he)鋨后的殘渣(zha)主要為氧(yang)化(hua)(hua)銥,用(yong)(yong)王水溶解(jie)(jie),加氯化(hua)(hua)銨(an)沉(chen)出(chu)粗氯銥酸(suan)銨(an),經精制(zhi)(zhi)(zhi),在氫(qing)氣(qi)中煅(duan)燒,可(ke)得(de)銥粉(fen)。將(jiang)鉑族金(jin)屬(shu)粉(fen)末用(yong)(yong)粉(fen)末冶金(jin)法或通(tong)過(guo)高頻感應電爐熔化(hua)(hua)可(ke)制(zhi)(zhi)(zhi)得(de)金(jin)屬(shu)錠。4.制(zhi)(zhi)(zhi)取高純(chun)鉑族金(jin)屬(shu):一般將(jiang)金(jin)屬(shu)溶解(jie)(jie)后,經反(fan)復提(ti)純(chun),精制(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)法有載體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)水解(jie)(jie)、離子交換、溶劑萃取和(he)重復沉(chen)淀(dian)等,然后再(zai)以銨(an)鹽(yan)沉(chen)出(chu),經煅(duan)燒可(ke)得(de)相(xiang)應的高純(chun)金(jin)屬(shu)。
銥的(de)(de)(de)需(xu)(xu)求量從(cong)2009年的(de)(de)(de)2.5噸(dun)升至(zhi)2010年的(de)(de)(de)10.4噸(dun)。這(zhe)(zhe)主要(yao)是因為(wei)電(dian)子相關應用(yong)的(de)(de)(de)需(xu)(xu)求量從(cong)0.2噸(dun)升至(zhi)6噸(dun):銥制坩堝被廣泛(fan)用(yong)于大型高(gao)質量單個晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)生產,而這(zhe)(zhe)些晶(jing)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)需(xu)(xu)求在這(zhe)(zhe)段(duan)時間大大提(ti)高(gao)。銥的(de)(de)(de)消耗量預期將因為(wei)積(ji)累(lei)的(de)(de)(de)坩堝庫存而飽和,這(zhe)(zhe)在2000年代(dai)也曾經發生過(guo)。其他(ta)重要(yao)應用(yong)還包括火(huo)花(hua)塞(2007年消耗0.78噸(dun))、氯堿法所用(yong)的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)(同年消耗1.1噸(dun))以及化(hua)學催化(hua)劑(同年消耗0.75噸(dun))。
銥(yi)的應用(yong)(yong)(yong)大部份運(yun)用(yong)(yong)(yong)其高(gao)熔點、高(gao)硬度(du)和抗腐蝕性質。銥(yi)金(jin)屬以(yi)及銥(yi)﹣鉑合金(jin)和鋨﹣銥(yi)合金(jin)的耗損很低,可用(yong)(yong)(yong)來制(zhi)造多孔(kong)噴絲(si)(si)板。噴絲(si)(si)板用(yong)(yong)(yong)于把塑料(liao)聚合物擠(ji)壓成纖維,例(li)如人造絲(si)(si)。鋨﹣銥(yi)合金(jin)也可以(yi)用(yong)(yong)(yong)于指南針(zhen)軸承和計重秤。
銥(yi)(yi)的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)、耐(nai)高溫(wen)性(xing)質很強,所以非常適合(he)作(zuo)為合(he)金添加(jia)(jia)物。飛機引(yin)擎中(zhong)的一些長期使用(yong)部件是(shi)由(you)銥(yi)(yi)合(he)金組成的,銥(yi)(yi)-鈦合(he)金也被用(yong)作(zuo)水(shui)底(di)管道材(cai)料。加(jia)(jia)入(ru)銥(yi)(yi)可提升(sheng)鉑合(he)金的硬度。純鉑的維氏硬度為56HV,而含50%銥(yi)(yi)的鉑合(he)金硬度可超(chao)過500 HV。
銥也常(chang)被(bei)(bei)用于須承受高溫(wen)的儀器(qi)當(dang)中。比如(ru),柴可拉斯基法使用銥制高溫(wen)坩(gan)堝,產生單個氧化物(wu)晶體,如(ru)藍寶(bao)石、釓鎵石榴(liu)(liu)石和釔(yi)鋁(lv)石榴(liu)(liu)石等。這些晶體被(bei)(bei)用于電(dian)腦(nao)內存和固態(tai)激(ji)光器(qi)零件(jian)當(dang)中。銥合(he)金能(neng)夠抵御電(dian)弧侵(qin)蝕,所以是(shi)火(huo)花(hua)塞電(dian)觸頭(tou)的理想材料。
Cativa催化法是把甲(jia)醇轉變(bian)為(wei)乙(yi)酸的過程,可使用銥化合(he)物作(zuo)為(wei)催化劑。
放射性(xing)同位素銥-192在γ射線(xian)照相中是一種重要的能(neng)源,有助對(dui)金(jin)屬進行(xing)無損檢測(ce)。另外(wai),近(jin)距離治(zhi)(zhi)療利(li)用192Ir所釋放的γ射線(xian)來治(zhi)(zhi)療癌(ai)(ai)(ai)癥。這種治(zhi)(zhi)療方法(fa)把輻(fu)射源置于癌(ai)(ai)(ai)組織附近(jin)或里面,可用于治(zhi)(zhi)療前列(lie)腺癌(ai)(ai)(ai)、膽管癌(ai)(ai)(ai)及子宮(gong)頸癌(ai)(ai)(ai)等。
1889年制成的(de)國(guo)際(ji)米原(yuan)器和國(guo)際(ji)公斤原(yuan)器是由含90%鉑和10%銥的(de)合金組(zu)成的(de),原(yuan)器由位于巴黎(li)附(fu)近(jin)的(de)國(guo)際(ji)度(du)量衡(heng)局保存。
航(hang)海家號、維京號、先(xian)鋒號和卡西尼(ni)-惠(hui)更斯號、伽利略號和新視野號等無人(ren)宇宙(zhou)飛船都(dou)有使用含有銥的(de)放射(she)性同(tong)位素熱(re)(re)電(dian)機。由于熱(re)(re)電(dian)機要承受高(gao)達2000°C的(de)高(gao)溫,所以包(bao)裹著钚-238同(tong)位素的(de)容器(qi)是以既(ji)堅(jian)硬又耐高(gao)溫的(de)銥所制。
銥還被用于X射(she)線(xian)望遠鏡中。錢德拉X射(she)線(xian)天文臺的(de)反(fan)射(she)鏡上有一層(ceng)60納米厚(hou)的(de)銥涂層(ceng)。在(zai)測試(shi)過(guo)多種金屬之后,銥的(de)X射(she)線(xian)反(fan)射(she)能力證明(ming)比鎳(nie)、金和鉑(bo)都要(yao)優勝(sheng)。這層(ceng)銥的(de)平(ping)滑程度要(yao)有幾個原子以內的(de)準確度,須在(zai)氣態下在(zai)高真空(kong)環境中涂在(zai)鉻底(di)層(ceng)上。
粒子(zi)物理學在反質(zhi)(zhi)子(zi)的(de)(de)產(chan)生過程中也(ye)用到(dao)銥。過程中,高強(qiang)度(du)質(zhi)(zhi)子(zi)束射向密度(du)必須很高的(de)(de)“轉換目標體”。雖然可以使用鎢,但銥的(de)(de)優勝之處在于,它可以更穩定地承受入射粒子(zi)束使溫度(du)升高時所造成的(de)(de)沖擊波。
碳(tan)-氫鍵活化反(fan)(fan)(fan)應(ying)(C–H活化)是斷(duan)開碳(tan)-氫鍵的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)。這種鍵在(zai)以前(qian)曾(ceng)被認為具有低反(fan)(fan)(fan)應(ying)性。科學家在(zai)1982年宣(xuan)布首次成功活化飽和(he)烴(jing)中的(de)(de)C–H鍵,反(fan)(fan)(fan)應(ying)使用(yong)銥(yi)的(de)(de)有機配合物,使烴(jing)進行(xing)氧化加成。
銥配合物(wu)(wu)可以用來催(cui)化(hua)(hua)不對(dui)稱(cheng)氫化(hua)(hua)反(fan)應(ying)。這類催(cui)化(hua)(hua)劑已(yi)被用于合成天然產物(wu)(wu),并能夠把本來難(nan)以氫化(hua)(hua)的基底(例如非官能團化(hua)(hua)烯烴等)氫化(hua)(hua)成其中一種對(dui)映異(yi)構體。
銥可以形成多種配合物,在有機發光二(er)極管(OLED)當中起到作(zuo)用。
銥-鋨合(he)金曾被加入到鋼筆(bi)筆(bi)頭中。1834年(nian)開(kai)始(shi),一些鋼筆(bi)生產(chan)商(shang)開(kai)始(shi)把銥安(an)裝在金筆(bi)頭上,這是(shi)銥的首個主要應用。自1944年(nian)起,著名(ming)的派克51鋼筆(bi)就有含釕-銥合(he)金的筆(bi)尖(jian),合(he)金中的銥含量為3.8%。今天的鋼筆(bi)筆(bi)頭幾(ji)乎不再(zai)含有銥,而是(shi)含其他的金屬,例如鎢(wu)。
銥-鉑合金曾(ceng)經用(yong)(yong)于加農炮的(de)(de)點火孔和(he)排(pai)氣(qi)孔。根據1867年巴黎世界(jie)博(bo)覽(lan)會(hui)的(de)(de)一份報告,莊(zhuang)信(xin)萬豐所展(zhan)出的(de)(de)一份展(zhan)品“曾(ceng)在一把魏渥斯步槍中(zhong)經歷超過3000發,仍(reng)無損無耗(hao)。所有(you)知道火炮排(pai)氣(qi)孔損耗(hao)所導致的(de)(de)麻煩(fan)和(he)花費的(de)(de)人,都會(hui)非常欣賞(shang)這一重要的(de)(de)應用(yong)(yong)”。
“銥黑(hei)”是一(yi)種染料,它含(han)有(you)非常細致的銥粉末。銥黑(hei)可以(yi)把瓷器染成很深的黑(hei)色(se)。有(you)19世紀的文獻稱(cheng)“所有(you)其(qi)他的黑(hei)色(se)瓷器染料與(yu)它一(yi)比較,都變成了灰色(se)”。
成塊的銥金(jin)屬沒(mei)有(you)生物(wu)(wu)用途亦無害,因為(wei)它不與(yu)生物(wu)(wu)組(zu)織(zhi)反應。和大(da)部份金(jin)屬一樣(yang),銥的金(jin)屬細粉(fen)具有(you)危險性。這樣(yang)的粉(fen)末會刺激組(zu)織(zhi),且(qie)容易在空(kong)氣中(zhong)燃燒(shao)。由(you)于(yu)銥化合物(wu)(wu)的處理量一般(ban)都(dou)(dou)很(hen)低,所以人們(men)對(dui)其毒性所知(zhi)甚少。不過銥的可(ke)溶鹽,如各種鹵化銥,則含有(you)毒性。大(da)部份銥化合物(wu)(wu)都(dou)(dou)不可(ke)溶,所以很(hen)難被人體(ti)吸收(shou)。
192Ir同(tong)位(wei)(wei)素和其他(ta)放(fang)(fang)射(she)性(xing)同(tong)位(wei)(wei)素一樣是(shi)危險的(de)。192Ir所放(fang)(fang)出的(de)高(gao)能(neng)伽馬(ma)射(she)線(xian)會提高(gao)患癌(ai)癥的(de)可能(neng)性(xing)。外照射(she)可導致燒(shao)傷、輻(fu)射(she)中毒甚至死亡。攝(she)入192Ir可導致腸胃(wei)內膜燒(shao)傷。進入體內的(de)192Ir、192mIr和194Ir主要會積累在肝臟(zang)中,所放(fang)(fang)出的(de)伽馬(ma)射(she)線(xian)和β輻(fu)射(she)會對身體造(zao)成損害。