Ο ωσμίο, ατομικός αριθμός 76, είναι ένα μπλε-λευκό μέταλλο που ανήκει στην ομάδα 8 του Περιοδικού Πίνακα. Θεωρείται επίσης ένα μέταλλο της ομάδας Platinum (MGP), μαζί με την ίδια την πλατίνα, εκτός από το παλλάδιο, το ρουθήνιο, το ιρίδιο και το ρόδιο. Μεταξύ των μετάλλων, το όσμιο έχει την υψηλότερη πυκνότητα. Οι χημικές του ιδιότητες είναι παρόμοιες με αυτές του ρουθηνίου, ενός άλλου στοιχείου της ομάδας 8 και επίσης ενός MGP.
όσμιο είναι το σπανιότερο σταθερό στοιχείο φλοιός της γης και, λόγω αυτού, η παραγωγή και οι χρήσεις του είναι πολύ περιορισμένες. Ακόμα κι έτσι, το όσμιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βελτιωτικό μεταλλικού κράματος, καθώς και στην παραγωγή άκρων στυλό. Το OsO4, το τετροξείδιο του οσμίου, χρησιμοποιείται ευρέως ως αντίθεση στα μικροσκόπια, στην ανίχνευση δακτυλικών αποτυπωμάτων και ως καταλύτης.
Διαβάστε επίσης:Φράγκιο — το δεύτερο πιο σπάνιο χημικό στοιχείο στον πλανήτη
περίληψη οσμίου
το όσμιο είναι α μέταλλο η ομάδα 8 του Περιοδικού Πίνακα με γαλαζόλευκο χρώμα.
Θεωρείται Platinum Group Metal.
Μεταξύ των μετάλλων, έχει το υψηλότερο πυκνότητα.
Οι χημικές του ιδιότητες είναι παρόμοιες με αυτές του ρουθηνίου, του παραπάνω στοιχείου Περιοδικός Πίνακας.
Είναι το σπανιότερο στοιχείο στον φλοιό της γης, και ως εκ τούτου η παραγωγή του είναι πολύ μικρή.
Χρησιμοποιείται ως βελτιωτικό για κράματα μετάλλων, εκτός από το ότι χρησιμοποιείται στην παραγωγή μύτης στυλογράφου.
Ανακαλύφθηκε από τον Smithson Tennant, έναν Άγγλο χημικό.
ιδιότητες του οσμίου
Σύμβολο: Εσύ.
Ατομικός αριθμός: 76.
Ατομική μάζα: 190,23 κ.ε.
Ηλεκτραρνητικότητα: 2,2.
Σημείο σύντηξης: 3033°C.
Σημείο βρασμού: 5012°C.
Πυκνότητα: 22.587 γρ.εκ-3 (στους 20°C).
Ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Xe] 6s2 4στ14 5δ6.
Χημική Σειρά: ομάδα 8, μέταλλα μεταπτώσεως, μέταλλα της ομάδας πλατίνας.
χαρακτηριστικά του οσμίου
το όσμιο είναι α γυαλιστερό μέταλλο, χρώματος γαλαζόλευκου, αρκετά σκληρό και εύθραυστο, ακόμα και σε υψηλές θερμοκρασίες. Ανήκει στην ομάδα που ονομάζεται Platinum Group Metals (MGP), μαζί με το παλλάδιο, το ιρίδιο, το ρόδιο, το ρουθήνιο και πλατίνα. Μεταξύ των MGP, έχει το υψηλότερο σημείο τήξης και τη χαμηλότερη πίεση ατμών.
Το στοιχείο όσμιο είναι αναγνωρίζεται ως το πιο πυκνό μέταλλο, αν και για ορισμένους συγγραφείς το ιρίδιο καταλαμβάνει αυτή τη θέση. Αυτό συμβαίνει επειδή οι πυκνότητες και των δύο μετάλλων διαφέρουν μόνο κατά 0,1% σε θερμοκρασία 20 °C. Το όσμιο είναι επίσης το σπανιότερο σταθερό στοιχείο σε ολόκληρο τον φλοιό της γης, με συγκέντρωση μόλις 1 γραμμάριο ανά 200 τόνους.
Στη μεταλλική του μορφή, όσμιο αντιστέκεται έντονα σε υψηλά επίπεδα συμπίεσης, σε βαθμό συγκρίσιμο με αυτόν του διαμαντιού. Με τη μορφή ουσιών, το όσμιο είναι ικανό να παρουσιάζει 11 πιθανές καταστάσεις οξείδωσης, που κυμαίνονται από -2 έως +8, με τις καταστάσεις +3, +4, +6 και +8 να είναι οι πιο κοινές.
Τετροξείδιο του οσμίου, OsO4, είναι, μαζί με το τετροξείδιο του ρουθηνίου, RuO4, η ένωση στην οποία ένα στοιχείο έχει το υψηλότερο τυπικό φορτίο στον Περιοδικό Πίνακα (+8). Αυτό το οξείδιο είναι αρκετά τοξικό και επίσης πτητικό, με σημείο βρασμού 130 °C.
Χημικά, όσμιο θυμίζει πολύ ρουθήνιο, επίσης μέλος της ομάδας 8 και επίσης MGP. Για παράδειγμα, το όσμιο αντιδρά αργά με το αέριο οξυγόνο σε θερμοκρασία δωματίου. Από την άλλη, αντιδρά με αέριο χλώριο και αέριο φθόριο σε θερμοκρασία δωματίου, εκτός από την επίθεση από υδροχλωρικό οξύ αναμιγνύεται με οξειδωτικά μέσα και επίσης με λιωμένα αλκάλια.
Στη φύση, μπορούν να βρεθούν επτά ισότοπα οσμίου, με ένα, το 186Το Os, είναι ραδιενεργό, με εκτεταμένο ημιζωή. Άλλα 34 ισομερή είναι γνωστά, όλα συνθετικά και ραδιενεργά.
Δείτε το podcast μας: Σκληρό σαν διαμάντι: τι σημαίνει;
Πού μπορεί να βρεθεί το όσμιο;
Η κύρια φυσική πηγή οσμίου είναι ορυκτό οσμιρίδιο (ή ιριδοσμίνη), ένα φυσικό κράμα μεταξύ οσμίου και ιριδίου στο οποίο η σύνθεση του πρώτου κυμαίνεται από 15 έως 40% κατά μάζα ενώ του δεύτερου από 80 έως 50% κατά μάζα.
Ωστόσο, ως MGP, το όσμιο μπορεί επίσης να εμφανιστεί συσχετισμένο με πλατίνα, όπως και στις περιοχές των Ουραλίων και της Βόρειας και Νότιας Αμερικής. Μπορεί επίσης να βρεθεί στο μερικά μεταλλεύματα νικελίου, όπως και στην πόλη Sudbury, επαρχία του Οντάριο, στον Καναδά.
Η απόκτηση οσμίου είναι πολύ δύσκολη και η παραγωγή του είναι πολύ μικρή, της τάξης των 500 κιλών ετησίως. παρα τις δύσκολο να κατασκευαστεί, μεταλλική σκόνη οσμίου μπορεί να συντεθεί σε ατμόσφαιρα υδρογόνο σε θερμοκρασία 2000 °C.
εφαρμογές οσμίου
Παρά τη μικρή παραγωγή, το όσμιο μπορεί να εφαρμοστεί σε παραγωγή του κράματα μετάλλων εξαιρετικής σκληρότητας. Το κράμα ιριδίου-οσμίου μπορεί να εφαρμοστεί στο άκρο των στυλογράφου.
Το OsO4 είναι η πιο χρήσιμη ένωση του οσμίου. Είναι άχρωμο στερεό, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αντίθεση μικροσκοπίου (βελτίωση της οπτικοποίησης) και επίσης πώς ανιχνευτής δακτυλικών αποτυπωμάτων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης στη φαρμακοβιομηχανία, στην παραγωγή φαρμάκων για την παχυσαρκία και τον διαβήτη, για παράδειγμα.
Αυτές οι καταλυτικές διαδικασίες βασίζονται στο έργο του Barry Sharpless, βραβευμένου του βραβείο Νόμπελ 2001, το οποίο χρησιμοποίησε OsO4 ως βασικό συστατικό σε ένα μείγμα καταλύτη για την προσθήκη δύο υδροξυλομάδων σε έναν διπλό δεσμό άνθρακα-άνθρακα.
ιστορία του οσμίου
το όσμιο ανακαλύφθηκε από τον Άγγλο χημικό Smithson Tennant. Το 1800, ο Tennant ίδρυσε μια επιχείρηση για την εμπορευματοποίηση της πλατίνας, προχωρώντας στην παραγωγή μεγάλων δειγμάτων αυτού του μετάλλου. Συνειδητοποίησε, όπως και άλλοι πριν από αυτόν, ότι η εξαγωγή πλατίνας από το ακατέργαστο μετάλλευμά της με aqua regia δημιούργησε ένα μαύρο αδιάλυτο υπόλειμμα.
Το 1804, ανακοίνωσε ότι είχε απομονώσει δύο νέα μέταλλα: το ιρίδιο και το όσμιο.. Η λέξη όσμιο προέρχεται από την ελληνική osme και σημαίνει «οσμή», σε σχέση με την έντονη και ιδιόμορφη οσμή του οξειδίου του.
Ασκήσεις επίλυσης για το όσμιο
ερώτηση 1
Το όσμιο θεωρείται από πολλούς ως το πιο πυκνό μέταλλο στον Περιοδικό Πίνακα. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η πυκνότητά του, στους 20 °C, είναι 22,6 g.mL-1, η μάζα του οσμίου που υπάρχει σε μια σφαίρα του οποίου ο όγκος είναι 5 cm³ είναι:
Α) 113 γρ.
Β) 0,113 γρ.
Γ) 22,6 γρ.
Δ) 0,226 γρ.
Ανάλυση:
Εναλλακτική Α
5 cm³ είναι το ίδιο με 5 mL. Καθώς η πυκνότητα εμφανίζει ήδη την ογκομετρική μοναδιαία τιμή σε χιλιοστόλιτρα, δεν υπάρχει ανάγκη μετατροπής μονάδων.
Έτσι, ο υπολογισμός της πυκνότητας δίνεται από:
d = m/v
m = d. V
m = 22,6 * 5
m = 113 g
Ερώτηση 2
Το όσμιο έχει ένα φυσικό ραδιενεργό ισότοπο, 186Εσύ. Πόσα νετρόνια υπάρχουν σε αυτό το ισότοπο;
Α) 76
Β) 110
Γ) 186
Δ) 262
Ανάλυση:
Εναλλακτική Β
Ο ατομικός αριθμός του Os είναι ίσος με 76. Έτσι, ο αριθμός των νετρόνια μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:
A = Z + n
Α είναι ο αριθμός των ζυμαρικά, Z είναι ο ατομικός αριθμός και n ο αριθμός των νετρονίων. Αντικαθιστώντας τις τιμές, έχουμε:
186 = 76 + n
n = 186 - 76
n = 110
Του Stefano Araújo Novais
Καθηγητής Χημείας
