Иридий номер в таблице

Not to be confused with Indium.

Iridium
Pronunciation	​(i-RID-ee-əm)
Appearance	silvery white
Standard atomic weight Ar°(Ir)
	192.217±0.002 192.22±0.01 (abridged)[1]
Iridium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Rh ↑ Ir ↓ Mt osmium ← iridium → platinum
Atomic number (Z)	77
Group	group 9
Period	period 6
Block	d-block
Electron configuration	[Xe] 4f14 5d7 6s2
Electrons per shell	2, 8, 18, 32, 15, 2
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	2719 K ​(2446 °C, ​4435 °F)
Boiling point	4403 K ​(4130 °C, ​7466 °F)
Density (near r.t.)	22.56 g/cm3
when liquid (at m.p.)	19 g/cm3
Heat of fusion	41.12 kJ/mol
Heat of vaporization	564 kJ/mol
Molar heat capacity	25.10 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 2713 2957 3252 3614 4069 4659
Atomic properties
Oxidation states	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8, +9[2]
Electronegativity	Pauling scale: 2.20
Ionization energies	1st: 880 kJ/mol 2nd: 1600 kJ/mol
Atomic radius	empirical: 136 pm
Covalent radius	141±6 pm
Spectral lines of iridium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​face-centered cubic (fcc)
Speed of sound thin rod	4825 m/s (at 20 °C)
Thermal expansion	6.4 µm/(m⋅K)
Thermal conductivity	147 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	47.1 nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic[3]
Molar magnetic susceptibility	+25.6 × 10−6 cm3/mol (298 K)[4]
Young’s modulus	528 GPa
Shear modulus	210 GPa
Bulk modulus	320 GPa
Poisson ratio	0.26
Mohs hardness	6.5
Vickers hardness	1760–2200 MPa
Brinell hardness	1670 MPa
CAS Number	7439-88-5
History
Discovery and first isolation	Smithson Tennant (1803)
Main isotopes of iridium v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 188Ir syn 1.73 d ε 188Os 189Ir syn 13.2 d ε 189Os 190Ir syn 11.8 d ε 190Os 191Ir 37.3% stable 192Ir syn 73.827 d β− 192Pt ε 192Os 192m2Ir syn 241 y IT 192Ir 193Ir 62.7% stable 193mIr syn 10.5 d IT 193Ir 194Ir syn 19.3 h β− 194Pt 194m2Ir syn 171 d IT 194Ir
Category: Iridium view talk edit | references

Iridium is a chemical element with the symbol Ir and atomic number 77. A very hard, brittle, silvery-white transition metal of the platinum group, it is considered the second-densest naturally occurring metal (after osmium) with a density of 22.56 g/cm³ (0.815 lb/cu in) as defined by experimental X-ray crystallography.^[a] It is one of the most corrosion-resistant metals, even at temperatures as high as 2,000 °C (3,630 °F). However, corrosion-resistance is not quantifiable in absolute terms; although only certain molten salts and halogens are corrosive to solid iridium, finely divided iridium dust is much more reactive and can be flammable, whereas gold dust is not flammable but can be attacked by substances that iridium resists, such as aqua regia.

Iridium was discovered in 1803 among insoluble impurities in natural platinum. Smithson Tennant, the primary discoverer, named it after the Greek goddess Iris, personification of the rainbow, because of the striking and diverse colors of its salts. Iridium is one of the rarest elements in Earth’s crust, with annual production and consumption of only 3 tonnes (6.6 thousand pounds). ¹⁹¹Ir and ¹⁹³Ir are the only two naturally occurring isotopes of iridium, as well as the only stable isotopes; the latter is the more abundant.

The dominant uses of iridium are the metal itself and its alloys, as in high-performance spark plugs, crucibles for recrystallization of semiconductors at high temperatures, and electrodes for the production of chlorine in the chloralkali process. Important compounds of iridium are chlorides and iodides in industrial catalysis. Iridium is a component of some OLEDs.

Iridium is found in meteorites in much higher abundance than in the Earth’s crust.^[7] For this reason, the unusually high abundance of iridium in the clay layer at the Cretaceous–Paleogene boundary gave rise to the Alvarez hypothesis that the impact of a massive extraterrestrial object caused the extinction of dinosaurs and many other species 66 million years ago, now known to be produced by the impact that formed the Chicxulub crater. Similarly, an iridium anomaly in core samples from the Pacific Ocean suggested the Eltanin impact of about 2.5 million years ago.^[8]

It is thought that the total amount of iridium in the planet Earth is much higher than that observed in crustal rocks, but as with other platinum-group metals, the high density and tendency of iridium to bond with iron caused most iridium to descend below the crust when the planet was young and still molten.

Characteristics[edit]

Physical properties[edit]

A member of the platinum group metals, iridium is white, resembling platinum, but with a slight yellowish cast. Because of its hardness, brittleness, and very high melting point, solid iridium is difficult to machine, form, or work; thus powder metallurgy is commonly employed instead.^[9] It is the only metal to maintain good mechanical properties in air at temperatures above 1,600 °C (2,910 °F).^[10] It has the 10th highest boiling point among all elements and becomes a superconductor at temperatures below 0.14 K (−273.010 °C; −459.418 °F).^[11]

Iridium’s modulus of elasticity is the second-highest among the metals, being surpassed only by osmium.^[10] This, together with a high shear modulus and a very low figure for Poisson’s ratio (the relationship of longitudinal to lateral strain), indicate the high degree of stiffness and resistance to deformation that have rendered its fabrication into useful components a matter of great difficulty. Despite these limitations and iridium’s high cost, a number of applications have developed where mechanical strength is an essential factor in some of the extremely severe conditions encountered in modern technology.^[10]

The measured density of iridium is only slightly lower (by about 0.12%) than that of osmium, the densest metal known.^[12][13] Some ambiguity occurred regarding which of the two elements was denser, due to the small size of the difference in density and difficulties in measuring it accurately,^[14] but, with increased accuracy in factors used for calculating density, X-ray crystallographic data yielded densities of 22.56 g/cm³ (0.815 lb/cu in) for iridium and 22.59 g/cm³ (0.816 lb/cu in) for osmium.^[15]

Iridium is extremely brittle, to the point of being hard to weld because the heat-affected zone cracks, but it can be made more ductile by addition of small quantities of titanium and zirconium (0.2% of each apparently works well).^[16]—

The Vickers hardness of pure platinum is 56 HV, whereas platinum with 50% of iridium can reach over 500 HV.^[17][18]

Chemical properties[edit]

Iridium is the most corrosion-resistant metal known:^[19] it is not attacked by acids, including aqua regia. In the presence of oxygen, it reacts with cyanide salts.^[20] Traditional oxidants also react, including the halogens and oxygen^[21] at higher temperatures.^[22] Iridium also reacts directly with sulfur at atmospheric pressure to yield iridium disulfide.^[23]

Isotopes[edit]

Iridium has two naturally occurring, stable isotopes, ¹⁹¹Ir and ¹⁹³Ir, with natural abundances of 37.3% and 62.7%, respectively.^[24] At least 37 radioisotopes have also been synthesized, ranging in mass number from 164 to 202. ¹⁹²Ir, which falls between the two stable isotopes, is the most stable radioisotope, with a half-life of 73.827 days, and finds application in brachytherapy^[25] and in industrial radiography, particularly for nondestructive testing of welds in steel in the oil and gas industries; iridium-192 sources have been involved in a number of radiological accidents. Three other isotopes have half-lives of at least a day—¹⁸⁸Ir, ¹⁸⁹Ir, and ¹⁹⁰Ir.^[24] Isotopes with masses below 191 decay by some combination of β⁺ decay, α decay, and (rare) proton emission, with the exception of ¹⁸⁹Ir, which decays by electron capture. Synthetic isotopes heavier than 191 decay by β⁻ decay, although ¹⁹²Ir also has a minor electron capture decay path.^[24] All known isotopes of iridium were discovered between 1934 and 2008, with the most recent discoveries being ^200–202Ir.^[26]

At least 32 metastable isomers have been characterized, ranging in mass number from 164 to 197. The most stable of these is ^192m2Ir, which decays by isomeric transition with a half-life of 241 years,^[24] making it more stable than any of iridium’s synthetic isotopes in their ground states. The least stable isomer is ^190m3Ir with a half-life of only 2 μs.^[24] The isotope ¹⁹¹Ir was the first one of any element to be shown to present a Mössbauer effect. This renders it useful for Mössbauer spectroscopy for research in physics, chemistry, biochemistry, metallurgy, and mineralogy.^[27]

Chemistry[edit]

Oxidation states[edit]

Iridium forms compounds in oxidation states between −3 and +9, but the most common oxidation states are +1, +3, and +4.^[9] Well-characterized compounds containing iridium in the +6 oxidation state include IrF₆ and the oxides Sr₂MgIrO₆ and Sr₂CaIrO₆.^[9][28] iridium(VIII) oxide (IrO₄) was generated under matrix isolation conditions at 6 K in argon.^[29] The highest oxidation state (+9), which is also the highest recorded for any element, is found in gaseous [IrO₄]⁺.^[2]

Binary compounds[edit]

Iridium does not form binary hydrides. Only one binary oxide is well-characterized: iridium dioxide, IrO
₂. It is a blue black solid that adopts the fluorite structure.^[9] A sesquioxide, Ir
₂O
₃, has been described as a blue-black powder, which is oxidized to IrO
₂ by HNO
₃.^[21] The corresponding disulfides, diselenides, sesquisulfides, and sesquiselenides are known, as well as IrS
₃.^[9]

Binary trihalides, IrX
₃, are known for all of the halogens.^[9] For oxidation states +4 and above, only the tetrafluoride, pentafluoride and hexafluoride are known.^[9] Iridium hexafluoride, IrF
₆, is a volatile yellow solid, composed of octahedral molecules. It decomposes in water and is reduced to IrF
₄.^[9] Iridium pentafluoride is also a strong oxidant, but it is a tetramer, Ir
₄F
₂₀, formed by four corner-sharing octahedra.^[9]

Complexes[edit]

The coordination complexes of iridium are extensive.

Iridium in its complexes is always low-spin). Ir(III) and Ir(IV) generally form octahedral complexes.^[9] Polyhydride complexes are known for the +5 and +3 oxidation states.^[30] One example is IrH₅(PⁱPr₃)₂.^[31] The ternary hydride Mg
₆Ir
₂H
₁₁ is believed to contain both the IrH⁴⁻
₅ and the 18-electron IrH⁵⁻
₄ anion.^[32]

Iridium also oxyanions with oxidation states +4 and +5. K
₂IrO
₃ and KIrO
₃ can be prepared from the reaction of potassium oxide or potassium superoxide with iridium at high temperatures. Such solids are not soluble in conventional solvents.^[33]

As for many elements, the chlorides are key complexes. Hexachloroiridic (IV) acid, H
₂IrCl
₆, and its ammonium salt are the most common iridium compounds from an industrial and preparative perspectives.^[34] They are intermediates in the purification of iridium and used as precursors for most other iridium compounds, as well as in the preparation of anode coatings. The IrCl²⁻
₆ ion has an intense dark brown color, and can be readily reduced to the lighter-colored IrCl³⁻
₆ and vice versa.^[34] Iridium trichloride, IrCl
₃, which can be obtained in anhydrous form from direct oxidation of iridium powder by chlorine at 650 °C,^[34] or in hydrated form by dissolving Ir
₂O
₃ in hydrochloric acid, is often used as a starting material for the synthesis of other Ir(III) compounds.^[9] Another compound used as a starting material is ammonium hexachloroiridate(III), (NH
₄)
₃IrCl
₆.

In the presence of air, iridium metal dissolves in molten alkali-metal cyanides to produce the Ir(CN)³⁻
₆ (hexacyanoiridate) ion.

Organoiridium chemistry[edit]

Organoiridium compounds contain iridium–carbon bonds. Early studies identified the very stable tetrairidium dodecacarbonyl, Ir
₄(CO)
₁₂.^[9] In this compound, each of the iridium atoms is bonded to the other three, forming a tetrahedral cluster. The discovery of Vaska’s complex (IrCl(CO)[P(C
₆H
₅)
₃]
₂) opened the door for oxidative addition reactions, a process fundamental to useful reactions. For example, Crabtree’s catalyst, a homogeneous catalyst for hydrogenation reactions.^[35][36]

Iridium complexes played a pivotal role in the development of Carbon–hydrogen bond activation (C–H activation), which promises to allow functionalization of hydrocarbons, which are traditionally regarded as unreactive.^[39]

History[edit]

Platinum group[edit]

The discovery of iridium is intertwined with that of platinum and the other metals of the platinum group.
The first European reference to platinum appears in 1557 in the writings of the Italian humanist Julius Caesar Scaliger as a description of an unknown noble metal found between Darién and Mexico, «which no fire nor any Spanish artifice has yet been able to liquefy».^[40] From their first encounters with platinum, the Spanish generally saw the metal as a kind of impurity in gold, and it was treated as such. It was often simply thrown away, and there was an official decree forbidding the adulteration of gold with platinum impurities.^[41]

In 1735, Antonio de Ulloa and Jorge Juan y Santacilia saw Native Americans mining platinum while the Spaniards were travelling through Colombia and Peru for eight years. Ulloa and Juan found mines with the whitish metal nuggets and took them home to Spain. Antonio de Ulloa returned to Spain and established the first mineralogy lab in Spain and was the first to systematically study platinum, which was in 1748. His historical account of the expedition included a description of platinum as being neither separable nor calcinable. Ulloa also anticipated the discovery of platinum mines. After publishing the report in 1748, Ulloa did not continue to investigate the new metal. In 1758, he was sent to superintend mercury mining operations in Huancavelica.^[40]

In 1741, Charles Wood,^[42] a British metallurgist, found various samples of Colombian platinum in Jamaica, which he sent to William Brownrigg for further investigation.

In 1750, after studying the platinum sent to him by Wood, Brownrigg presented a detailed account of the metal to the Royal Society, stating that he had seen no mention of it in any previous accounts of known minerals.^[43] Brownrigg also made note of platinum’s extremely high melting point and refractoriness toward borax.^{[clarification needed]} Other chemists across Europe soon began studying platinum, including Andreas Sigismund Marggraf,^[44] Torbern Bergman, Jöns Jakob Berzelius, William Lewis, and Pierre Macquer. In 1752, Henrik Scheffer published a detailed scientific description of the metal, which he referred to as «white gold», including an account of how he succeeded in fusing platinum ore with the aid of arsenic. Scheffer described platinum as being less pliable than gold, but with similar resistance to corrosion.^[40]

Discovery[edit]

Chemists who studied platinum dissolved it in aqua regia (a mixture of hydrochloric and nitric acids) to create soluble salts. They always observed a small amount of a dark, insoluble residue.^[10] Joseph Louis Proust thought that the residue was graphite.^[10] The French chemists Victor Collet-Descotils, Antoine François, comte de Fourcroy, and Louis Nicolas Vauquelin also observed the black residue in 1803, but did not obtain enough for further experiments.^[10]

In 1803, British scientist Smithson Tennant (1761–1815) analyzed the insoluble residue and concluded that it must contain a new metal. Vauquelin treated the powder alternately with alkali and acids^[19] and obtained a volatile new oxide, which he believed to be of this new metal—which he named ptene, from the Greek word πτηνός ptēnós, «winged».^[45][46] Tennant, who had the advantage of a much greater amount of residue, continued his research and identified the two previously undiscovered elements in the black residue, iridium and osmium.^[10][19] He obtained dark red crystals (probably of Na
₂[IrCl
₆]·nH
₂O) by a sequence of reactions with sodium hydroxide and hydrochloric acid.^[46] He named iridium after Iris (Ἶρις), the Greek winged goddess of the rainbow and the messenger of the Olympian gods, because many of the salts he obtained were strongly colored.^[c][47] Discovery of the new elements was documented in a letter to the Royal Society on June 21, 1804.^[10][48]

Metalworking and applications[edit]

British scientist John George Children was the first to melt a sample of iridium in 1813 with the aid of «the greatest galvanic battery that has ever been constructed» (at that time).^[10] The first to obtain high-purity iridium was Robert Hare in 1842. He found it had a density of around 21.8 g/cm³ (0.79 lb/cu in) and noted the metal is nearly immalleable and very hard. The first melting in appreciable quantity was done by Henri Sainte-Claire Deville and Jules Henri Debray in 1860. They required burning more than 300 litres (79 US gal) of pure O
₂ and H
₂ gas for each 1 kilogram (2.2 lb) of iridium.^[10]

These extreme difficulties in melting the metal limited the possibilities for handling iridium. John Isaac Hawkins was looking to obtain a fine and hard point for fountain pen nibs, and in 1834 managed to create an iridium-pointed gold pen. In 1880, John Holland and William Lofland Dudley were able to melt iridium by adding phosphorus and patented the process in the United States; British company Johnson Matthey later stated they had been using a similar process since 1837 and had already presented fused iridium at a number of World Fairs.^[10] The first use of an alloy of iridium with ruthenium in thermocouples was made by Otto Feussner in 1933. These allowed for the measurement of high temperatures in air up to 2,000 °C (3,630 °F).^[10]

In Munich, Germany in 1957 Rudolf Mössbauer, in what has been called one of the «landmark experiments in twentieth-century physics»,^[49] discovered the resonant and recoil-free emission and absorption of gamma rays by atoms in a solid metal sample containing only ¹⁹¹Ir.^[50] This phenomenon, known as the Mössbauer effect resulted in the awarding of the Nobel Prize in Physics in 1961, at the age 32, just three years after he published his discovery.^[51]

Occurrence[edit]

Along with all elements having atomic weights higher than that of iron, iridium is only naturally formed by the r-process (rapid neutron capture) in supernovae and neutron star mergers.^[52][53]

Iridium is one of the nine least abundant stable elements in Earth’s crust, having an average mass fraction of 0.001 ppm in crustal rock; platinum is 10 times more abundant, gold is 40 times more abundant, and silver and mercury are 80 times more abundant.^[9] Tellurium is about as abundant as iridium.^[9] In contrast to its low abundance in crustal rock, iridium is relatively common in meteorites, with concentrations of 0.5 ppm or more.^[55] The overall concentration of iridium on Earth is thought to be much higher than what is observed in crustal rocks, but because of the density and siderophilic («iron-loving») character of iridium, it descended below the crust and into Earth’s core when the planet was still molten.^[34]

Iridium is found in nature as an uncombined element or in natural alloys; especially the iridium–osmium alloys, osmiridium (osmium-rich), and iridosmium (iridium-rich).^[19] In the nickel and copper deposits, the platinum group metals occur as sulfides (i.e. (Pt,Pd)S), tellurides (i.e. PtBiTe), antimonides (PdSb), and arsenides (i.e. PtAs
₂). In all of these compounds, platinum is exchanged by a small amount of iridium and osmium. As with all of the platinum group metals, iridium can be found naturally in alloys with raw nickel or raw copper.^[56] A number of iridium-dominant minerals, with iridium as the species-forming element, are known. They are exceedingly rare and often represent the iridium analogues of the above-given ones. The examples are irarsite and cuproiridsite, to mention some.^[57][58][59] Within Earth’s crust, iridium is found at highest concentrations in three types of geologic structure: igneous deposits (crustal intrusions from below), impact craters, and deposits reworked from one of the former structures. The largest known primary reserves are in the Bushveld igneous complex in South Africa,^[60] (near the largest known impact structure, the Vredefort impact structure) though the large copper–nickel deposits near Norilsk in Russia, and the Sudbury Basin (also an impact crater) in Canada are also significant sources of iridium. Smaller reserves are found in the United States.^[60] Iridium is also found in secondary deposits, combined with platinum and other platinum group metals in alluvial deposits. The alluvial deposits used by pre-Columbian people in the Chocó Department of Colombia are still a source for platinum-group metals. As of 2003, world reserves have not been estimated.^[19]

Marine oceanography[edit]

Iridium is found within marine organisms, sediments, and the water column. The abundance of iridium in seawater^[61] and organisms^[62] is relatively low, as it does not readily form chloride complexes.^[62] The abundance in organisms is about 20 parts per trillion, or about five orders of magnitude less than in sedimentary rocks at the Cretaceous–Paleogene (K–T) boundary.^[62] The concentration of iridium in seawater and marine sediment is sensitive to marine oxygenation, seawater temperature, and various geological and biological processes.^[63]

Iridium in sediments can come from cosmic dust, volcanoes, precipitation from seawater, microbial processes, or hydrothermal vents,^[63] and its abundance can be strongly indicative of the source.^[64][63] It tends to associate with other ferrous metals in manganese nodules.^[61] Iridium is one of the characteristic elements of extraterrestrial rocks, and, along with osmium, can be used as a tracer element for meteoritic material in sediment.^[65][66] For example core samples from the Pacific Ocean with elevated iridium levels suggested the Eltanin impact of about 2.5 million years ago.^[8]

Some of the mass extinctions, such as the Cretaceous extinction, can be identified by anomalously high concentrations of iridium in sediment, and these can be linked to major asteroid impacts.^[67]

Cretaceous–Paleogene boundary presence[edit]

The Cretaceous–Paleogene boundary of 66 million years ago, marking the temporal border between the Cretaceous and Paleogene periods of geological time, was identified by a thin stratum of iridium-rich clay.^[68] A team led by Luis Alvarez proposed in 1980 an extraterrestrial origin for this iridium, attributing it to an asteroid or comet impact.^[68] Their theory, known as the Alvarez hypothesis, is now widely accepted to explain the extinction of the non-avian dinosaurs. A large buried impact crater structure with an estimated age of about 66 million years was later identified under what is now the Yucatán Peninsula (the Chicxulub crater).^[69][70] Dewey M. McLean and others argue that the iridium may have been of volcanic origin instead, because Earth’s core is rich in iridium, and active volcanoes such as Piton de la Fournaise, in the island of Réunion, are still releasing iridium.^[71][72]

Production[edit]

Worldwide production of iridium is about 7,500 kilograms (16,500 lb).^[74] The price is high and varying (see table). Illustrative factors that affect the price include oversupply of Ir crucibles^[73][75]
and changes in LED technology.^[76]

Platinum metals occur together as dilute ores. Iridium is one of the rarer platinum metals: for every 190 tonnes of platinum obtained from ores, only 7.5 tonnes of iridium is isolated.^[77] To separate the metals, they must first be brought into solution. Two methods for rendering Ir-containing ores soluble are (i) fusion of the solid with sodium peroxide followed by extraction of the resulting glass in aqua regia and (ii) extraction of the solid with a mixture of chlorine with hydrochloric acid.^[34][60] From soluble extracts, iridium is separated by precipitating solid ammonium hexachloroiridate ((NH
₄)
₂IrCl
₆) or by extracting IrCl²⁻
₆ with organic amines.^[78] The first method is similar to the procedure Tennant and Wollaston used for their original separation. The second method can be planned as continuous liquid–liquid extraction and is therefore more suitable for industrial scale production. In either case, the product, an iridium chloride salt, is reduced with hydrogen, yielding the metal as a powder or sponge, which is amenable to powder metallurgy techniques.^[79][80] Iridium is also obtained commercially as a by-product from nickel and copper mining and processing. During electrorefining of copper and nickel, noble metals such as silver, gold and the platinum group metals as well as selenium and tellurium settle to the bottom of the cell as anode mud, which forms the starting point for their extraction.^[73]

Applications[edit]

The main areas of use of iridium are electrodes for producing chlorine and other aggressive products, OLEDs, crucibles, catalysts (e.g. acetic acid), and ignition tips for spark plugs.^[77]

Ir metal and alloys[edit]

Resistance to heat and corrosion are the bases for several uses of iridium and its alloys.

Owing to its high melting point, hardness, and corrosion resistance, iridium is used to make crucibles. Such crucibles are used in the Czochralski process to produce oxide single-crystals (such as sapphires) for use in computer memory devices and in solid state lasers.^[82][83] The crystals, such as gadolinium gallium garnet and yttrium gallium garnet, are grown by melting pre-sintered charges of mixed oxides under oxidizing conditions at temperatures up to 2,100 °C (3,810 °F).^[10]

Certain long-life aircraft engine parts are made of an iridium alloy, and an iridium–titanium alloy is used for deep-water pipes because of its corrosion resistance.^[19] Iridium is used for multi-pored spinnerets, through which a plastic polymer melt is extruded to form fibers, such as rayon.^[84] Osmium–iridium is used for compass bearings and for balances.^[10]

Because of their resistance to arc erosion, iridium alloys are used by some manufacturers for electrical contacts for spark plugs,^[82][85] and iridium-based spark plugs are particularly used in aviation.

Catalysis[edit]

Iridium compounds are used as catalysts in the Cativa process for carbonylation of methanol to produce acetic acid.^[86][87]

Iridium complexes are often active for asymmetric hydrogenation both by traditional hydrogenation.^[88] and transfer hydrogenation.^[89] This property is the basis of the industrial route to the chiral herbicide (S)-metolachlor. As practiced by Syngenta on the scale of 10,000 tons/year, the complex [[ [Ir(COD)Cl]₂ in the presence of Josiphos ligands.^[90]

Medical imaging[edit]

The radioisotope iridium-192 is one of the two most important sources of energy for use in industrial γ-radiography for non-destructive testing of metals.^[91][92] Additionally, ¹⁹²Ir is used as a source of gamma radiation for the treatment of cancer using brachytherapy, a form of radiotherapy where a sealed radioactive source is placed inside or next to the area requiring treatment. Specific treatments include high-dose-rate prostate brachytherapy, biliary duct brachytherapy, and intracavitary cervix brachytherapy.^[19] iridium-192 is normally produced by neutron activation of isotop iridium-191 in natural-abundance iridium metal ^[93]

Photocatalysis and OLEDs[edit]

Iridium complexes are key components of white OLEDs. Similar complexes are used in photocatalysis.^[94]

Scientific[edit]

An alloy of 90% platinum and 10% iridium was used in 1889 to construct the International Prototype Metre and kilogram mass, kept by the International Bureau of Weights and Measures near Paris.^[19] The meter bar was replaced as the definition of the fundamental unit of length in 1960 by a line in the atomic spectrum of krypton,^[d][95] but the kilogram prototype remained the international standard of mass until 20 May 2019, when the kilogram was redefined in terms of the Planck constant.^[96]

Historical[edit]

Iridium–osmium alloys were used in fountain pen nib tips. The first major use of iridium was in 1834 in nibs mounted on gold.^[10] Since 1944, the famous Parker 51 fountain pen was fitted with a nib tipped by a ruthenium and iridium alloy (with 3.8% iridium). The tip material in modern fountain pens is still conventionally called «iridium», although there is seldom any iridium in it; other metals such as ruthenium, osmium, and tungsten have taken its place.^[97]

An iridium–platinum alloy was used for the touch holes or vent pieces of cannon. According to a report of the Paris Exhibition of 1867, one of the pieces being exhibited by Johnson and Matthey «has been used in a Whitworth gun for more than 3000 rounds, and scarcely shows signs of wear yet. Those who know the constant trouble and expense which are occasioned by the wearing of the vent-pieces of cannon when in active service, will appreciate this important adaptation».^[98]

The pigment iridium black, which consists of very finely divided iridium, is used for painting porcelain an intense black; it was said that «all other porcelain black colors appear grey by the side of it».^[99]

Precautions[edit]

Iridium in bulk metallic form is not biologically important or hazardous to health due to its lack of reactivity with tissues; there are only about 20 parts per trillion of iridium in human tissue.^[19] Like most metals, finely divided iridium powder can be hazardous to handle, as it is an irritant and may ignite in air.^[60] By 2015 very little is known about the toxicity of iridium compounds,^[100] primarily because it is used so rarely that few people come in contact with it and those who do only with very small amounts. However, soluble salts, such as the iridium halides, could be hazardous due to elements other than iridium or due to iridium itself.^[25] At the same time, most iridium compounds are insoluble, which makes absorption into the body difficult.^[19]

A radioisotope of iridium, ¹⁹²
Ir, is dangerous, like other radioactive isotopes. The only reported injuries related to iridium concern accidental exposure to radiation from ¹⁹²
Ir used in brachytherapy.^[25] High-energy gamma radiation from ¹⁹²
Ir can increase the risk of cancer. External exposure can cause burns, radiation poisoning, and death. Ingestion of ¹⁹²Ir can burn the linings of the stomach and the intestines.^{[101] 192}Ir, ^192mIr, and ^194mIr tend to deposit in the liver, and can pose health hazards from both gamma and beta radiation.^[55]

Notes[edit]

References[edit]

External links[edit]

• Iridium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Iridium in Encyclopædia Britannica

Not to be confused with Indium.

Iridium
Pronunciation	​(i-RID-ee-əm)
Appearance	silvery white
Standard atomic weight Ar°(Ir)
	192.217±0.002 192.22±0.01 (abridged)[1]
Iridium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Rh ↑ Ir ↓ Mt osmium ← iridium → platinum
Atomic number (Z)	77
Group	group 9
Period	period 6
Block	d-block
Electron configuration	[Xe] 4f14 5d7 6s2
Electrons per shell	2, 8, 18, 32, 15, 2
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	2719 K ​(2446 °C, ​4435 °F)
Boiling point	4403 K ​(4130 °C, ​7466 °F)
Density (near r.t.)	22.56 g/cm3
when liquid (at m.p.)	19 g/cm3
Heat of fusion	41.12 kJ/mol
Heat of vaporization	564 kJ/mol
Molar heat capacity	25.10 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 2713 2957 3252 3614 4069 4659
Atomic properties
Oxidation states	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8, +9[2]
Electronegativity	Pauling scale: 2.20
Ionization energies	1st: 880 kJ/mol 2nd: 1600 kJ/mol
Atomic radius	empirical: 136 pm
Covalent radius	141±6 pm
Spectral lines of iridium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​face-centered cubic (fcc)
Speed of sound thin rod	4825 m/s (at 20 °C)
Thermal expansion	6.4 µm/(m⋅K)
Thermal conductivity	147 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	47.1 nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic[3]
Molar magnetic susceptibility	+25.6 × 10−6 cm3/mol (298 K)[4]
Young’s modulus	528 GPa
Shear modulus	210 GPa
Bulk modulus	320 GPa
Poisson ratio	0.26
Mohs hardness	6.5
Vickers hardness	1760–2200 MPa
Brinell hardness	1670 MPa
CAS Number	7439-88-5
History
Discovery and first isolation	Smithson Tennant (1803)
Main isotopes of iridium v e
Iso­tope Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 188Ir syn 1.73 d ε 188Os 189Ir syn 13.2 d ε 189Os 190Ir syn 11.8 d ε 190Os 191Ir 37.3% stable 192Ir syn 73.827 d β− 192Pt ε 192Os 192m2Ir syn 241 y IT 192Ir 193Ir 62.7% stable 193mIr syn 10.5 d IT 193Ir 194Ir syn 19.3 h β− 194Pt 194m2Ir syn 171 d IT 194Ir
Category: Iridium view talk edit | references

Iridium is a chemical element with the symbol Ir and atomic number 77. A very hard, brittle, silvery-white transition metal of the platinum group, it is considered the second-densest naturally occurring metal (after osmium) with a density of 22.56 g/cm³ (0.815 lb/cu in) as defined by experimental X-ray crystallography.^[a] It is one of the most corrosion-resistant metals, even at temperatures as high as 2,000 °C (3,630 °F). However, corrosion-resistance is not quantifiable in absolute terms; although only certain molten salts and halogens are corrosive to solid iridium, finely divided iridium dust is much more reactive and can be flammable, whereas gold dust is not flammable but can be attacked by substances that iridium resists, such as aqua regia.

Iridium was discovered in 1803 among insoluble impurities in natural platinum. Smithson Tennant, the primary discoverer, named it after the Greek goddess Iris, personification of the rainbow, because of the striking and diverse colors of its salts. Iridium is one of the rarest elements in Earth’s crust, with annual production and consumption of only 3 tonnes (6.6 thousand pounds). ¹⁹¹Ir and ¹⁹³Ir are the only two naturally occurring isotopes of iridium, as well as the only stable isotopes; the latter is the more abundant.

The dominant uses of iridium are the metal itself and its alloys, as in high-performance spark plugs, crucibles for recrystallization of semiconductors at high temperatures, and electrodes for the production of chlorine in the chloralkali process. Important compounds of iridium are chlorides and iodides in industrial catalysis. Iridium is a component of some OLEDs.

Iridium is found in meteorites in much higher abundance than in the Earth’s crust.^[7] For this reason, the unusually high abundance of iridium in the clay layer at the Cretaceous–Paleogene boundary gave rise to the Alvarez hypothesis that the impact of a massive extraterrestrial object caused the extinction of dinosaurs and many other species 66 million years ago, now known to be produced by the impact that formed the Chicxulub crater. Similarly, an iridium anomaly in core samples from the Pacific Ocean suggested the Eltanin impact of about 2.5 million years ago.^[8]

It is thought that the total amount of iridium in the planet Earth is much higher than that observed in crustal rocks, but as with other platinum-group metals, the high density and tendency of iridium to bond with iron caused most iridium to descend below the crust when the planet was young and still molten.

Characteristics[edit]

Physical properties[edit]

A member of the platinum group metals, iridium is white, resembling platinum, but with a slight yellowish cast. Because of its hardness, brittleness, and very high melting point, solid iridium is difficult to machine, form, or work; thus powder metallurgy is commonly employed instead.^[9] It is the only metal to maintain good mechanical properties in air at temperatures above 1,600 °C (2,910 °F).^[10] It has the 10th highest boiling point among all elements and becomes a superconductor at temperatures below 0.14 K (−273.010 °C; −459.418 °F).^[11]

Iridium’s modulus of elasticity is the second-highest among the metals, being surpassed only by osmium.^[10] This, together with a high shear modulus and a very low figure for Poisson’s ratio (the relationship of longitudinal to lateral strain), indicate the high degree of stiffness and resistance to deformation that have rendered its fabrication into useful components a matter of great difficulty. Despite these limitations and iridium’s high cost, a number of applications have developed where mechanical strength is an essential factor in some of the extremely severe conditions encountered in modern technology.^[10]

The measured density of iridium is only slightly lower (by about 0.12%) than that of osmium, the densest metal known.^[12][13] Some ambiguity occurred regarding which of the two elements was denser, due to the small size of the difference in density and difficulties in measuring it accurately,^[14] but, with increased accuracy in factors used for calculating density, X-ray crystallographic data yielded densities of 22.56 g/cm³ (0.815 lb/cu in) for iridium and 22.59 g/cm³ (0.816 lb/cu in) for osmium.^[15]

Iridium is extremely brittle, to the point of being hard to weld because the heat-affected zone cracks, but it can be made more ductile by addition of small quantities of titanium and zirconium (0.2% of each apparently works well).^[16]—

The Vickers hardness of pure platinum is 56 HV, whereas platinum with 50% of iridium can reach over 500 HV.^[17][18]

Chemical properties[edit]

Iridium is the most corrosion-resistant metal known:^[19] it is not attacked by acids, including aqua regia. In the presence of oxygen, it reacts with cyanide salts.^[20] Traditional oxidants also react, including the halogens and oxygen^[21] at higher temperatures.^[22] Iridium also reacts directly with sulfur at atmospheric pressure to yield iridium disulfide.^[23]

Isotopes[edit]

Iridium has two naturally occurring, stable isotopes, ¹⁹¹Ir and ¹⁹³Ir, with natural abundances of 37.3% and 62.7%, respectively.^[24] At least 37 radioisotopes have also been synthesized, ranging in mass number from 164 to 202. ¹⁹²Ir, which falls between the two stable isotopes, is the most stable radioisotope, with a half-life of 73.827 days, and finds application in brachytherapy^[25] and in industrial radiography, particularly for nondestructive testing of welds in steel in the oil and gas industries; iridium-192 sources have been involved in a number of radiological accidents. Three other isotopes have half-lives of at least a day—¹⁸⁸Ir, ¹⁸⁹Ir, and ¹⁹⁰Ir.^[24] Isotopes with masses below 191 decay by some combination of β⁺ decay, α decay, and (rare) proton emission, with the exception of ¹⁸⁹Ir, which decays by electron capture. Synthetic isotopes heavier than 191 decay by β⁻ decay, although ¹⁹²Ir also has a minor electron capture decay path.^[24] All known isotopes of iridium were discovered between 1934 and 2008, with the most recent discoveries being ^200–202Ir.^[26]

At least 32 metastable isomers have been characterized, ranging in mass number from 164 to 197. The most stable of these is ^192m2Ir, which decays by isomeric transition with a half-life of 241 years,^[24] making it more stable than any of iridium’s synthetic isotopes in their ground states. The least stable isomer is ^190m3Ir with a half-life of only 2 μs.^[24] The isotope ¹⁹¹Ir was the first one of any element to be shown to present a Mössbauer effect. This renders it useful for Mössbauer spectroscopy for research in physics, chemistry, biochemistry, metallurgy, and mineralogy.^[27]

Chemistry[edit]

Oxidation states[edit]

Iridium forms compounds in oxidation states between −3 and +9, but the most common oxidation states are +1, +3, and +4.^[9] Well-characterized compounds containing iridium in the +6 oxidation state include IrF₆ and the oxides Sr₂MgIrO₆ and Sr₂CaIrO₆.^[9][28] iridium(VIII) oxide (IrO₄) was generated under matrix isolation conditions at 6 K in argon.^[29] The highest oxidation state (+9), which is also the highest recorded for any element, is found in gaseous [IrO₄]⁺.^[2]

Binary compounds[edit]

Iridium does not form binary hydrides. Only one binary oxide is well-characterized: iridium dioxide, IrO
₂. It is a blue black solid that adopts the fluorite structure.^[9] A sesquioxide, Ir
₂O
₃, has been described as a blue-black powder, which is oxidized to IrO
₂ by HNO
₃.^[21] The corresponding disulfides, diselenides, sesquisulfides, and sesquiselenides are known, as well as IrS
₃.^[9]

Binary trihalides, IrX
₃, are known for all of the halogens.^[9] For oxidation states +4 and above, only the tetrafluoride, pentafluoride and hexafluoride are known.^[9] Iridium hexafluoride, IrF
₆, is a volatile yellow solid, composed of octahedral molecules. It decomposes in water and is reduced to IrF
₄.^[9] Iridium pentafluoride is also a strong oxidant, but it is a tetramer, Ir
₄F
₂₀, formed by four corner-sharing octahedra.^[9]

Complexes[edit]

The coordination complexes of iridium are extensive.

Iridium in its complexes is always low-spin). Ir(III) and Ir(IV) generally form octahedral complexes.^[9] Polyhydride complexes are known for the +5 and +3 oxidation states.^[30] One example is IrH₅(PⁱPr₃)₂.^[31] The ternary hydride Mg
₆Ir
₂H
₁₁ is believed to contain both the IrH⁴⁻
₅ and the 18-electron IrH⁵⁻
₄ anion.^[32]

Iridium also oxyanions with oxidation states +4 and +5. K
₂IrO
₃ and KIrO
₃ can be prepared from the reaction of potassium oxide or potassium superoxide with iridium at high temperatures. Such solids are not soluble in conventional solvents.^[33]

As for many elements, the chlorides are key complexes. Hexachloroiridic (IV) acid, H
₂IrCl
₆, and its ammonium salt are the most common iridium compounds from an industrial and preparative perspectives.^[34] They are intermediates in the purification of iridium and used as precursors for most other iridium compounds, as well as in the preparation of anode coatings. The IrCl²⁻
₆ ion has an intense dark brown color, and can be readily reduced to the lighter-colored IrCl³⁻
₆ and vice versa.^[34] Iridium trichloride, IrCl
₃, which can be obtained in anhydrous form from direct oxidation of iridium powder by chlorine at 650 °C,^[34] or in hydrated form by dissolving Ir
₂O
₃ in hydrochloric acid, is often used as a starting material for the synthesis of other Ir(III) compounds.^[9] Another compound used as a starting material is ammonium hexachloroiridate(III), (NH
₄)
₃IrCl
₆.

In the presence of air, iridium metal dissolves in molten alkali-metal cyanides to produce the Ir(CN)³⁻
₆ (hexacyanoiridate) ion.

Organoiridium chemistry[edit]

Organoiridium compounds contain iridium–carbon bonds. Early studies identified the very stable tetrairidium dodecacarbonyl, Ir
₄(CO)
₁₂.^[9] In this compound, each of the iridium atoms is bonded to the other three, forming a tetrahedral cluster. The discovery of Vaska’s complex (IrCl(CO)[P(C
₆H
₅)
₃]
₂) opened the door for oxidative addition reactions, a process fundamental to useful reactions. For example, Crabtree’s catalyst, a homogeneous catalyst for hydrogenation reactions.^[35][36]

Iridium complexes played a pivotal role in the development of Carbon–hydrogen bond activation (C–H activation), which promises to allow functionalization of hydrocarbons, which are traditionally regarded as unreactive.^[39]

History[edit]

Platinum group[edit]

The discovery of iridium is intertwined with that of platinum and the other metals of the platinum group.
The first European reference to platinum appears in 1557 in the writings of the Italian humanist Julius Caesar Scaliger as a description of an unknown noble metal found between Darién and Mexico, «which no fire nor any Spanish artifice has yet been able to liquefy».^[40] From their first encounters with platinum, the Spanish generally saw the metal as a kind of impurity in gold, and it was treated as such. It was often simply thrown away, and there was an official decree forbidding the adulteration of gold with platinum impurities.^[41]

In 1735, Antonio de Ulloa and Jorge Juan y Santacilia saw Native Americans mining platinum while the Spaniards were travelling through Colombia and Peru for eight years. Ulloa and Juan found mines with the whitish metal nuggets and took them home to Spain. Antonio de Ulloa returned to Spain and established the first mineralogy lab in Spain and was the first to systematically study platinum, which was in 1748. His historical account of the expedition included a description of platinum as being neither separable nor calcinable. Ulloa also anticipated the discovery of platinum mines. After publishing the report in 1748, Ulloa did not continue to investigate the new metal. In 1758, he was sent to superintend mercury mining operations in Huancavelica.^[40]

In 1741, Charles Wood,^[42] a British metallurgist, found various samples of Colombian platinum in Jamaica, which he sent to William Brownrigg for further investigation.

In 1750, after studying the platinum sent to him by Wood, Brownrigg presented a detailed account of the metal to the Royal Society, stating that he had seen no mention of it in any previous accounts of known minerals.^[43] Brownrigg also made note of platinum’s extremely high melting point and refractoriness toward borax.^{[clarification needed]} Other chemists across Europe soon began studying platinum, including Andreas Sigismund Marggraf,^[44] Torbern Bergman, Jöns Jakob Berzelius, William Lewis, and Pierre Macquer. In 1752, Henrik Scheffer published a detailed scientific description of the metal, which he referred to as «white gold», including an account of how he succeeded in fusing platinum ore with the aid of arsenic. Scheffer described platinum as being less pliable than gold, but with similar resistance to corrosion.^[40]

Discovery[edit]

Chemists who studied platinum dissolved it in aqua regia (a mixture of hydrochloric and nitric acids) to create soluble salts. They always observed a small amount of a dark, insoluble residue.^[10] Joseph Louis Proust thought that the residue was graphite.^[10] The French chemists Victor Collet-Descotils, Antoine François, comte de Fourcroy, and Louis Nicolas Vauquelin also observed the black residue in 1803, but did not obtain enough for further experiments.^[10]

In 1803, British scientist Smithson Tennant (1761–1815) analyzed the insoluble residue and concluded that it must contain a new metal. Vauquelin treated the powder alternately with alkali and acids^[19] and obtained a volatile new oxide, which he believed to be of this new metal—which he named ptene, from the Greek word πτηνός ptēnós, «winged».^[45][46] Tennant, who had the advantage of a much greater amount of residue, continued his research and identified the two previously undiscovered elements in the black residue, iridium and osmium.^[10][19] He obtained dark red crystals (probably of Na
₂[IrCl
₆]·nH
₂O) by a sequence of reactions with sodium hydroxide and hydrochloric acid.^[46] He named iridium after Iris (Ἶρις), the Greek winged goddess of the rainbow and the messenger of the Olympian gods, because many of the salts he obtained were strongly colored.^[c][47] Discovery of the new elements was documented in a letter to the Royal Society on June 21, 1804.^[10][48]

Metalworking and applications[edit]

British scientist John George Children was the first to melt a sample of iridium in 1813 with the aid of «the greatest galvanic battery that has ever been constructed» (at that time).^[10] The first to obtain high-purity iridium was Robert Hare in 1842. He found it had a density of around 21.8 g/cm³ (0.79 lb/cu in) and noted the metal is nearly immalleable and very hard. The first melting in appreciable quantity was done by Henri Sainte-Claire Deville and Jules Henri Debray in 1860. They required burning more than 300 litres (79 US gal) of pure O
₂ and H
₂ gas for each 1 kilogram (2.2 lb) of iridium.^[10]

These extreme difficulties in melting the metal limited the possibilities for handling iridium. John Isaac Hawkins was looking to obtain a fine and hard point for fountain pen nibs, and in 1834 managed to create an iridium-pointed gold pen. In 1880, John Holland and William Lofland Dudley were able to melt iridium by adding phosphorus and patented the process in the United States; British company Johnson Matthey later stated they had been using a similar process since 1837 and had already presented fused iridium at a number of World Fairs.^[10] The first use of an alloy of iridium with ruthenium in thermocouples was made by Otto Feussner in 1933. These allowed for the measurement of high temperatures in air up to 2,000 °C (3,630 °F).^[10]

In Munich, Germany in 1957 Rudolf Mössbauer, in what has been called one of the «landmark experiments in twentieth-century physics»,^[49] discovered the resonant and recoil-free emission and absorption of gamma rays by atoms in a solid metal sample containing only ¹⁹¹Ir.^[50] This phenomenon, known as the Mössbauer effect resulted in the awarding of the Nobel Prize in Physics in 1961, at the age 32, just three years after he published his discovery.^[51]

Occurrence[edit]

Along with all elements having atomic weights higher than that of iron, iridium is only naturally formed by the r-process (rapid neutron capture) in supernovae and neutron star mergers.^[52][53]

Iridium is one of the nine least abundant stable elements in Earth’s crust, having an average mass fraction of 0.001 ppm in crustal rock; platinum is 10 times more abundant, gold is 40 times more abundant, and silver and mercury are 80 times more abundant.^[9] Tellurium is about as abundant as iridium.^[9] In contrast to its low abundance in crustal rock, iridium is relatively common in meteorites, with concentrations of 0.5 ppm or more.^[55] The overall concentration of iridium on Earth is thought to be much higher than what is observed in crustal rocks, but because of the density and siderophilic («iron-loving») character of iridium, it descended below the crust and into Earth’s core when the planet was still molten.^[34]

Iridium is found in nature as an uncombined element or in natural alloys; especially the iridium–osmium alloys, osmiridium (osmium-rich), and iridosmium (iridium-rich).^[19] In the nickel and copper deposits, the platinum group metals occur as sulfides (i.e. (Pt,Pd)S), tellurides (i.e. PtBiTe), antimonides (PdSb), and arsenides (i.e. PtAs
₂). In all of these compounds, platinum is exchanged by a small amount of iridium and osmium. As with all of the platinum group metals, iridium can be found naturally in alloys with raw nickel or raw copper.^[56] A number of iridium-dominant minerals, with iridium as the species-forming element, are known. They are exceedingly rare and often represent the iridium analogues of the above-given ones. The examples are irarsite and cuproiridsite, to mention some.^[57][58][59] Within Earth’s crust, iridium is found at highest concentrations in three types of geologic structure: igneous deposits (crustal intrusions from below), impact craters, and deposits reworked from one of the former structures. The largest known primary reserves are in the Bushveld igneous complex in South Africa,^[60] (near the largest known impact structure, the Vredefort impact structure) though the large copper–nickel deposits near Norilsk in Russia, and the Sudbury Basin (also an impact crater) in Canada are also significant sources of iridium. Smaller reserves are found in the United States.^[60] Iridium is also found in secondary deposits, combined with platinum and other platinum group metals in alluvial deposits. The alluvial deposits used by pre-Columbian people in the Chocó Department of Colombia are still a source for platinum-group metals. As of 2003, world reserves have not been estimated.^[19]

Marine oceanography[edit]

Iridium is found within marine organisms, sediments, and the water column. The abundance of iridium in seawater^[61] and organisms^[62] is relatively low, as it does not readily form chloride complexes.^[62] The abundance in organisms is about 20 parts per trillion, or about five orders of magnitude less than in sedimentary rocks at the Cretaceous–Paleogene (K–T) boundary.^[62] The concentration of iridium in seawater and marine sediment is sensitive to marine oxygenation, seawater temperature, and various geological and biological processes.^[63]

Iridium in sediments can come from cosmic dust, volcanoes, precipitation from seawater, microbial processes, or hydrothermal vents,^[63] and its abundance can be strongly indicative of the source.^[64][63] It tends to associate with other ferrous metals in manganese nodules.^[61] Iridium is one of the characteristic elements of extraterrestrial rocks, and, along with osmium, can be used as a tracer element for meteoritic material in sediment.^[65][66] For example core samples from the Pacific Ocean with elevated iridium levels suggested the Eltanin impact of about 2.5 million years ago.^[8]

Some of the mass extinctions, such as the Cretaceous extinction, can be identified by anomalously high concentrations of iridium in sediment, and these can be linked to major asteroid impacts.^[67]

Cretaceous–Paleogene boundary presence[edit]

The Cretaceous–Paleogene boundary of 66 million years ago, marking the temporal border between the Cretaceous and Paleogene periods of geological time, was identified by a thin stratum of iridium-rich clay.^[68] A team led by Luis Alvarez proposed in 1980 an extraterrestrial origin for this iridium, attributing it to an asteroid or comet impact.^[68] Their theory, known as the Alvarez hypothesis, is now widely accepted to explain the extinction of the non-avian dinosaurs. A large buried impact crater structure with an estimated age of about 66 million years was later identified under what is now the Yucatán Peninsula (the Chicxulub crater).^[69][70] Dewey M. McLean and others argue that the iridium may have been of volcanic origin instead, because Earth’s core is rich in iridium, and active volcanoes such as Piton de la Fournaise, in the island of Réunion, are still releasing iridium.^[71][72]

Production[edit]

Worldwide production of iridium is about 7,500 kilograms (16,500 lb).^[74] The price is high and varying (see table). Illustrative factors that affect the price include oversupply of Ir crucibles^[73][75]
and changes in LED technology.^[76]

Platinum metals occur together as dilute ores. Iridium is one of the rarer platinum metals: for every 190 tonnes of platinum obtained from ores, only 7.5 tonnes of iridium is isolated.^[77] To separate the metals, they must first be brought into solution. Two methods for rendering Ir-containing ores soluble are (i) fusion of the solid with sodium peroxide followed by extraction of the resulting glass in aqua regia and (ii) extraction of the solid with a mixture of chlorine with hydrochloric acid.^[34][60] From soluble extracts, iridium is separated by precipitating solid ammonium hexachloroiridate ((NH
₄)
₂IrCl
₆) or by extracting IrCl²⁻
₆ with organic amines.^[78] The first method is similar to the procedure Tennant and Wollaston used for their original separation. The second method can be planned as continuous liquid–liquid extraction and is therefore more suitable for industrial scale production. In either case, the product, an iridium chloride salt, is reduced with hydrogen, yielding the metal as a powder or sponge, which is amenable to powder metallurgy techniques.^[79][80] Iridium is also obtained commercially as a by-product from nickel and copper mining and processing. During electrorefining of copper and nickel, noble metals such as silver, gold and the platinum group metals as well as selenium and tellurium settle to the bottom of the cell as anode mud, which forms the starting point for their extraction.^[73]

Applications[edit]

The main areas of use of iridium are electrodes for producing chlorine and other aggressive products, OLEDs, crucibles, catalysts (e.g. acetic acid), and ignition tips for spark plugs.^[77]

Ir metal and alloys[edit]

Resistance to heat and corrosion are the bases for several uses of iridium and its alloys.

Owing to its high melting point, hardness, and corrosion resistance, iridium is used to make crucibles. Such crucibles are used in the Czochralski process to produce oxide single-crystals (such as sapphires) for use in computer memory devices and in solid state lasers.^[82][83] The crystals, such as gadolinium gallium garnet and yttrium gallium garnet, are grown by melting pre-sintered charges of mixed oxides under oxidizing conditions at temperatures up to 2,100 °C (3,810 °F).^[10]

Certain long-life aircraft engine parts are made of an iridium alloy, and an iridium–titanium alloy is used for deep-water pipes because of its corrosion resistance.^[19] Iridium is used for multi-pored spinnerets, through which a plastic polymer melt is extruded to form fibers, such as rayon.^[84] Osmium–iridium is used for compass bearings and for balances.^[10]

Because of their resistance to arc erosion, iridium alloys are used by some manufacturers for electrical contacts for spark plugs,^[82][85] and iridium-based spark plugs are particularly used in aviation.

Catalysis[edit]

Iridium compounds are used as catalysts in the Cativa process for carbonylation of methanol to produce acetic acid.^[86][87]

Iridium complexes are often active for asymmetric hydrogenation both by traditional hydrogenation.^[88] and transfer hydrogenation.^[89] This property is the basis of the industrial route to the chiral herbicide (S)-metolachlor. As practiced by Syngenta on the scale of 10,000 tons/year, the complex [[ [Ir(COD)Cl]₂ in the presence of Josiphos ligands.^[90]

Medical imaging[edit]

The radioisotope iridium-192 is one of the two most important sources of energy for use in industrial γ-radiography for non-destructive testing of metals.^[91][92] Additionally, ¹⁹²Ir is used as a source of gamma radiation for the treatment of cancer using brachytherapy, a form of radiotherapy where a sealed radioactive source is placed inside or next to the area requiring treatment. Specific treatments include high-dose-rate prostate brachytherapy, biliary duct brachytherapy, and intracavitary cervix brachytherapy.^[19] iridium-192 is normally produced by neutron activation of isotop iridium-191 in natural-abundance iridium metal ^[93]

Photocatalysis and OLEDs[edit]

Iridium complexes are key components of white OLEDs. Similar complexes are used in photocatalysis.^[94]

Scientific[edit]

An alloy of 90% platinum and 10% iridium was used in 1889 to construct the International Prototype Metre and kilogram mass, kept by the International Bureau of Weights and Measures near Paris.^[19] The meter bar was replaced as the definition of the fundamental unit of length in 1960 by a line in the atomic spectrum of krypton,^[d][95] but the kilogram prototype remained the international standard of mass until 20 May 2019, when the kilogram was redefined in terms of the Planck constant.^[96]

Historical[edit]

Iridium–osmium alloys were used in fountain pen nib tips. The first major use of iridium was in 1834 in nibs mounted on gold.^[10] Since 1944, the famous Parker 51 fountain pen was fitted with a nib tipped by a ruthenium and iridium alloy (with 3.8% iridium). The tip material in modern fountain pens is still conventionally called «iridium», although there is seldom any iridium in it; other metals such as ruthenium, osmium, and tungsten have taken its place.^[97]

An iridium–platinum alloy was used for the touch holes or vent pieces of cannon. According to a report of the Paris Exhibition of 1867, one of the pieces being exhibited by Johnson and Matthey «has been used in a Whitworth gun for more than 3000 rounds, and scarcely shows signs of wear yet. Those who know the constant trouble and expense which are occasioned by the wearing of the vent-pieces of cannon when in active service, will appreciate this important adaptation».^[98]

The pigment iridium black, which consists of very finely divided iridium, is used for painting porcelain an intense black; it was said that «all other porcelain black colors appear grey by the side of it».^[99]

Precautions[edit]

Iridium in bulk metallic form is not biologically important or hazardous to health due to its lack of reactivity with tissues; there are only about 20 parts per trillion of iridium in human tissue.^[19] Like most metals, finely divided iridium powder can be hazardous to handle, as it is an irritant and may ignite in air.^[60] By 2015 very little is known about the toxicity of iridium compounds,^[100] primarily because it is used so rarely that few people come in contact with it and those who do only with very small amounts. However, soluble salts, such as the iridium halides, could be hazardous due to elements other than iridium or due to iridium itself.^[25] At the same time, most iridium compounds are insoluble, which makes absorption into the body difficult.^[19]

A radioisotope of iridium, ¹⁹²
Ir, is dangerous, like other radioactive isotopes. The only reported injuries related to iridium concern accidental exposure to radiation from ¹⁹²
Ir used in brachytherapy.^[25] High-energy gamma radiation from ¹⁹²
Ir can increase the risk of cancer. External exposure can cause burns, radiation poisoning, and death. Ingestion of ¹⁹²Ir can burn the linings of the stomach and the intestines.^{[101] 192}Ir, ^192mIr, and ^194mIr tend to deposit in the liver, and can pose health hazards from both gamma and beta radiation.^[55]

Notes[edit]

References[edit]

External links[edit]

• Iridium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Iridium in Encyclopædia Britannica

Энергия ионизации

Чем ближе электрон к центру атома — тем больше энергии необходимо, что бы его оторвать.
Энергия, затрачиваемая на отрыв электрона от атома называется энергией ионизации и обозначается E_o.
Если не указано иное, то энергия ионизации — это энергия отрыва первого электрона, также существуют энергии
ионизации для каждого последующего электрона.

Энергия ионизации Ir:
E_o = 880 кДж/моль

— Что такое ион читайте в статье.

Перейти к другим элементам таблицы менделеева

Где Ir в таблице менделеева?

Скачать таблицу менделеева в хорошем качестве

химический элемент с атомным номером 77

Химический элемент с атомным номером 77

Иридий
Произношение	​()
Внешний вид	серебристо-белый
Стандартный атомный вес A r, std ( Ir)	192.217 (2)
Иридий в периодической таблице
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово С урьма Т эллур Йод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть (элемент) Таллий Свинец Висмут Полоний Астатин Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Калий Мейтнерий Дармштадций Рентгений Коперниций Нихоний Флеровий Московий Ливерморий Теннессин Оганессон Rh. ↑. Ir. ↓. Mt осмий ← иридий → платина
Атомный номер (Z)	77
Группа	группа 9
Период	период 6
Блок	d-блок
Категория элемента	Переходный металл
Конфигурация электронов	[Xe ] 4f 5d 6s
Электронов на оболочку	2, 8, 18, 32, 15, 2
Физические свойства
Фаза при STP	твердое тело
Точка плавления	2719 K (2446 ° C, 4435 ° F)
Температура кипения	4403 K (4130 ° C, 7466 ° F)
Плотность (около rt )	22, 56 г / см
в жидком состоянии (при т.пл. )	19 г / см
Теплота плавления	41,12 кДж / моль
Теплота испарения	564 кДж / моль
Молярная теплоемкость	25,10 Дж / ( моль · К)
Давление пара P(Па) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 2713 2957 3252 3614 4069 4659
Атомные свойства
Степени окисления	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8, + 9
Электроотрицательность	Шкала Полинга: 2,20
Энергии ионизации	1-я: 880 кДж / моль 2-я: 1600 кДж / моль
Атомный радиус	эмпирический: 136 pm
Ковалентный радиус	141 ± 6 мкм
Спектральные линии иридия
Другие свойства
Естественное происхождение	изначальное
Кристаллическая структура	​гранецентрированный кубический (fcc)
Скорость звука тонкий стержень	4825 м / с (при 20 ° C)
Тепловое расширение	6,4 мкм / (м · K)
Теплопроводность	147 Вт / (м · K)
Удельное электрическое сопротивление	47,1 нОм · м (при 20 ° C)
Магнитное упорядочение	парамагнитное
Магнитное восприимчивость	+ 25,6 · 10 см / моль (298 K)
Модуль Юнга	528 ГПа
Модуль сдвига	210 ГПа
Объемный модуль	320 ГПа
Коэффициент Пуассона	0,26
Твердость по Моосу	6,5
Твердость по Виккерсу	1760–2200 МПа
Твердость по Бринеллю	1670 МПа
Номер CAS	7439- 88-5
История
Открытие и первое выделение	Смитсон Теннант (1803)
Основные изотопы иридия
Изотоп Изобилие Период полураспада (t1/2) Режим затухания Продукт Ir syn 1,73 d ε Os Ir syn 13, 2 d ε Os Ir синх 11,8 d ε Os Ir 37,3% стабильный Ir синхр. 73,827 d β Pt ε Os Ir syn 241 y IT Ir Ir 62,7% стабильный Ir syn 10,5 d IT Ir Ir syn 19,3 ч β Pt Ir syn 171 d IT Ir
Категория: Иридий. вид разговор | ссылки

Иридий — это химический элемент с символом Irи атомным номером 77. Очень твердый, хрупкий, серебристо-белый переходный металл из платиновой группы, иридий считается вторым по плотности металлом (после осмия ) с плотностью 22,56 г / см, как определено экспериментальной рентгеновской кристаллографией. Однако при комнатной температуре и стандартном атмосферном давлении иридий был рассчитан так, чтобы иметь плотность 22,65 г / см, что на 0,04 г / см выше, чем у осмия, измеренного таким же образом. Не менее, экспериментальное значение рентгеновской кристаллографии считается наиболее точным, поскольку такой иридий считается вторым по плотности. Это наиболее коррозионностойкий металл даже при температуре до 2000 ° C. Хотя только некоторые расплавленные соли и галогены вызывают коррозию твердого иридия, мелкодисперсная иридиевая пыль гораздо более реактивна и может воспламеняться.

Иридий был открыт в 1803 году среди нерастворимых примесей в природной платине. Смитсон Теннант, главный первооткрыватель, назвал иридиум в честь греческой богини Ирис, олицетворения радуги, из-за ярких и разнообразных цветов ее солей. Иридий — один из самых редких элементов в земной коре, с годовым производством и потреблением всего три тонны. Ir и Ir являются единственными двумя встречами в природе изотопами иридия, а также единственными стабильными изотопами ; последняя более многочисленна.

Наиболее важными используемыми соединениями иридия являются соли и кислоты, которые он образует с хлором, хотя иридий также образует ряд металлоорганических соединений, используемых в промышленности катализ и в исследованиях. Металлический иридий используется, когда требуется высокая коррозионная стойкость при высоких температурах, например, в высокоэффективных свечах зажигания, тиглях для перекристаллизации полупроводников при высоких температурах и в электродах для производства хлора. в хлорщелочном процессе. Радиоизотопы иридия используются в некоторых радиоизотопных термоэлектрических генераторах.

Иридий содержат в метеоритах в гораздо большем количестве, чем в земной коре. По этой причине необычно высокое содержание иридия в глинистом слое на граница мела и палеогена породило гипотезу Альвареса о том, что удар массивного внеземного объекта вызвал исчезновение других видов 66 миллионов лет назад. Точно так же иридиевая аномалия в образцах керна из Тихого океана свидетельствует о ударе Элтанина примерно 2,5 миллиона лет назад.

Считается, что общее иридия на планете Земля намного выше, чем в породах земной коры, но, как и в случае других металлами, платиновой группы, высокая плотность и тенденция Связь иридия с железом заставила большую часть иридия опускаться ниже коры, когда планета была молодой и все еще расплавленной.

Содержание

• 1 Характеристики
  • 1.1 Физические свойства
  • 1.2 Химические свойства
  • 1.3 Соединения
  • 1.4 Изотопы
• 2 История
  • 2.1 Платиновая группа
  • 2.2 Discovery
  • 2.3 Металлообработка и применение
• 3 Происхождение
  • 3.1 Граница между меловым периодом и палеогеном
• 4 Производство
• 5 Области применения
  • 5.1 Промышленное и медицинское
  • 5.2 Научное
  • 5.3 Историческое
• 6 Меры предосторожности
• 7 Примечания
• 8 Ссылки
• 9 Внешние ссылки

Характеристики

Физические свойства

Одна тройская унция (31,1035 грам ) из дугового плавления иридия

Член платиновой группы металлов, иридий белый, напоминает платину, но с легким желтоватым оттенком. Из-за его твердости, хрупкости и очень высокой точки плавления твердый иридий трудно обрабатывать, формировать или обрабатывать; таким образом, вместо этого обычно используется порошковая металлургия. Это единственный металл, который сохраняет хорошие механические свойства на воздухе при температуре выше 1600 ° C (2910 ° F). Он имеет 10-е место по самой высокой температуре кипения среди всех элементов и становится сверхпроводником при температурех ниже 0,14 K.

. Модуль упругости иридия является вторым по величине среди металлы, уступая только осмию. Это вместе с высоким модулем сдвига и очень низкой величиной для коэффициента Пуассона (отношение продольной и поперечной деформации ) указывает на высокую степень жесткость и сопротивление деформации, из-за которых изготовление из него полезных компонентов стало проблемой. Несмотря на эти ограничения и стоимость иридия, разработан ряд приложений, в которых механическая прочность является важным фактором в некоторых из тяжелых условий, встречающихся в современной технологии.

Измеренная плотность иридия. лишь немного ниже (примерно на 0,12%), чем у осмия, из известных металлов. Возникла некоторая неоднозначность относительно того, какой из двух элементов был более плотным, из-за небольшого размера разницы в плотности и трудностей с ее точным измерением, но с повышенными коэффициентами, используемыми для расчета плотности, рентгеновский кристаллографический данные показали плотность 22,56 г / см для иридия и 22,59 г / см для осмия.

Химические свойства

Иридий является наиболее коррозионно-стойким из известных металлов: он не подвергается воздействию любых кислота, царская водка, расплавленные металлы или силикаты при высоких температурах. Однако он может подвергаться воздействию некоторых расплавленных солей, таких как цианид натрия и цианид калия, а также кислород и галогены (особенно фтор ) при более высоких температурах. Иридий также непосредственно реагирует с серой при атмосферном давлении с образованием дисульфида иридия.

Соединения

Иридий образует соединения в степенях окисления от −3 до +9; наиболее распространенными степенями окисления являются +3 и +4. Но включает IrF. 6 и два смешанных оксида Sr. 2MgIrO. 6и Sr. 2CaIrO. 6. Кроме того, в 2009 году сообщалось, что иридий (VIII) оксид (IrO. 4) был получен в условиях матричной изоляции (6 K в Ar) УФ-облучением иридий-пероксокомплекса. Однако ожидается, что этот вид не будет стабильным в виде твердого вещества при более высоких температурах. 9), которая также является наивысшей из зарегистрированных для любого элемента ента, известна только для одного катиона, IrO. 4; он известен как газовая фаза и представляет собой не образовании каких-либо солей.

Диоксид иридия, IrO. 2, сине-черное твердое вещество, является единственным хорошо охарактеризованным оксидом иридия. полуторный оксид, Ir. 2O. 3описан как сине-черный порошок, который окисляется до IrO. 2с помощью HNO. 3. Соответствующие дисульфиды, диселениды, сесквисульфиды и сесквиселениды известны, и также сообщалось о IrS. 3. Иридий также образует иридаты со степенями окисления +4 и +5, такие как K. 2IrO. 3и KIrO. 3, которые могут быть получены по реакции оксида калия или калия. супероксид с иридием при высоких температурах.

Хотя бинарные гидриды иридия, Ir. xH. yне известны, известны комплексы, содержащие IrH. 5и IrH. 6, где иридий имеет степень окисления + 1 и +3 соответственно. Полагают, что тройной гидрид Mg. 6Ir. 2H. 11содержит как IrH. 5, так и анион IrH. 4с 18 электронами.

Моногалогениды или дигалогениды неизвестны, тогда как тригалогениды IrX. 3не известны все галогены. Для степеней окисления +4 и выше известны только тетрафторид, пентафторид и гексафторид. Гексафторид иридия, IrF. 6, представляет собой летучее и высокоактивное твердое вещество желтого цвета, состоящее из октаэдрических молекул. Он разлагается в воде и восстанавливается до IrF. 4, кристаллического твердого вещества, под действием иридиевой черноты. Пентафторид иридия имеет аналогичные свойства, но на самом деле это тетрамер, Ir. 4F. 20, образованный четырьмя октаэдрами с общими углами. Металлический иридий растворяется в расплавленных цианидах щелочных металлов с образованием Ir (CN). 6(гексацианоиридат).

Комплекс Васьки

Гексахлоридовая (IV) кислота, H. 2IrCl. 6, и ее аммониевая соль являются наиболее важными соединениями иридия с промышленной точки зрения. Они участвуют в очистке иридии и используются в качестве трансляций для других соединений и других соединений, а также участвуют в обеспечении покрытий анодов. Ион IrCl. 6имеет интенсивный темно-коричневый цвет и может быть легко восстановлен до более светлого IrCl. 6и наоборот. Трихлорид иридия, IrCl. 3, который может быть получен в безводной форме в результате прямого окисления иридиевого порошка хлором при 650 ° C или в гидратированной форме путем растворения Ir. 2O. 3в соляной кислоте часто используется в качестве исходного материала для синтеза других соединений Ir (III). Другим соединением, используемым в качестве исходного материала, является гексахлориридат (III) аммония, (NH. 4). 3IrCl. 6. Комплексы иридия (III) являются диамагнитными (низкоспиновыми ) и обычно имеют октаэдрическую молекулярную геометрию.

Органоиридиевые соединения содержат связи иридий– углерод, где металл обычно находится в более низких степенях окисления. Например, в тетраиридии проявляет нулевая степень окисления. додекакарбонил., Ir. 4(CO). 12, который является наиболее стабильным и распространенным бинарным карбонилом иридия. В этом соединении каждого из элементов иридия связана с тремя другими, образуют тетраэдрический кластер. Одним из них комплекс Васьки, IrCl (CO) [P (C. 6H. 5). 3]. 2) обладает необычным свойством связывания с молекулами. дикислорода, О. 2. Другой — катализатор Крэбтри, гомогенный катализатор для эффекта гидрирования. соединения бот h квадратные плоские, d комплексы, всего 16 валентных электронов, что составляет их реакционную способность.

светодиод на основе иридия материал был задокументирован и оказался намного ярче, чем DPA или PPV, поэтому может стать средством гибкого освещения OLED в будущем.

Изотопы

Иридий содержит два встречающихся в природе стабильных изотопа, Ir и Ir, с естественным содержанием 37,3% и 62,7% соответственно. Также было синтезировано не менее 37 радиоизотопов с диапазоном массового числа от 164 до 202. Ir, который находится между двумя стабильными изотопами, является наиболее стабильным. радиоизотоп с периодом полураспада 73 827 дней, который нашел применение в брахитерапии и в промышленности радиографии, особенно для неразрушающего сварных швов стали в масле. и газовая промышленность; Источники иридия-192 были вовлечены в ряд радиологических аварий. Три других изотопа имеют период полураспада не менее суток — Ir, Ir и Ir. Изотопы с массой ниже 191 распадаются в результате некоторых комбинаций β-распада, α-распада и (редко) испускания протона, за исключением Ir, который распадается на захват электронов. Синтетические изотопы тяжелее 191 распадаются в результате β-распада, хотя Ir также имеет небольшой путь распада электронного захвата. Все известные изотопы иридия были открыты между 1934 и 2008 годами, причем самыми последними открытиями являются Ir.

Было охтеризовано по крайней мере 32 метастабильных изомера, в диапазоне массовых чисел от 164 до 197. Наиболее стабильным из них является Ir, распадается в результате изомерного перехода с периодом полураспада 241 год, что делает его более стабильным, чем любой из синтетических изотопов иридия в их основных состояниях. Наименее стабильным изомером является Ir с периодом полураспада всего 2 мкс. Изотоп Ir был первым из всех элементов, показавших эффект Мёссбауэра. Это делает его полезным для мессбауэровской спектроскопии для исследований в области физики, химии, биохимии, металлургии и минералогии.

История

Платиновая группа

Греческая богиня Ирис, в честь которого был назван иридий.

Открытие иридия неразрывно связано с открытием платины и других металлов платиновой группы. Самородная платина, использованная древние эфиопы и южноамериканские культуры, всегда содержала небольшое количество других металлов платиновой группы, включая иридий. Платина попала в Европу как («сильверетта»), найденная в 17 веке испанскими завоевателями в регионе, ныне известном как департамент Чоко в Колумбии. Открытие того, что этот металл не является сплавом известных элементов, а представляет собой отдельный новый элемент, произошло только в 1748 году.

Discovery

Химики, изучавшие платину, растворили ее в воде. regia (смесь соляной и азотной кислоты ) для создания растворимых солей. Они всегда наблюдали небольшое количество темного нерастворимого осадка. Джозеф Луи Пруст думал, что это был графит. Французские химики Виктор Колле-Дескотиль, Антуан Франсуа, граф де Фуркрой и Луи Николя Воклен также наблюдали черный остаток в 1803 году, но не получили достаточно для дальнейших экспериментов.

В 1803 году британский ученый Смитсон Теннант (1761–1815) проанализировал нерастворимый остаток и пришел к выводу, что он должен содержать новый металл. Воклен обработал порошок поочередно щелочью и кислотами и получил новый летучий оксид, который, как он полагал, был из этого нового металла, который он назвал птеном от греческого слова πτηνός ptēnós, «крылатый». Теннант, который имел преимущество в гораздо большем количестве остатков, продолжил свои исследования и идентифицировал два ранее неоткрытых элемента в черном остатке, иридий и осмий. Он получил темно-красные кристаллы (вероятно, Na. 2[IrCl. 6] · nH. 2O) последовательностью реакций с гидроксидом натрия и соляной кислотой. Он назвал иридий в честь Ирис (Ἶρις), греческой крылатой богини радуги и посланницы олимпийских богов, потому что многие из солей, которые он добыл, были сильно окрашены. Об открытии новых элементов было задокументировано в письме Королевскому обществу от 21 июня 1804 года.

Металлообработка и приложения

Британский ученый Джон Джордж Чайлд был первым, кто расплавил образец иридия в 1813 году с помощью «величайшейгальванической батареи, которая когда-либо была построена »(в то время). Первым, кто получил иридий высокой чистоты, был Роберт Хейр в 1842 году. Он обнаружил, что его плотность составляет около 21,8 г / см, и отметил, что металл почти неплавкий и очень твердый. Первая плавка в заметном количестве была произведена Анри Сент-Клер Девиль и Жюлем Анри Дебре в 1860 году. Им потребовалось сжечь более 300 литров чистого O. 2и H <895.>газа на каждый килограмм иридия.

Эти крайние трудности при плавлении металла ограничивают возможности обращения с иридием. Джон Исаак Хокинс искал тонкий и твердый наконечник для перьев авторучки, и в 1834 году ему удалось создать золотую ручку с иридиевым наконечником. В 1880 году Джон Холланд и Уильям Лофланд Дадли смогли расплавить иридий, добавив фосфор, и запатентовали этот процесс в США; Британская компания Johnson Matthey позже заявила, что они использовали аналогичный с 1837 года и уже представили плавленый иридий на ряде Всемирных ярмарок. Первое использование сплава иридия с рутением в термопарах было сделано Отто Фойсснером в 1933 году. Это позволяет измерять высокие температуры воздуха до 2000 ° C (3630 ° F).

В Мюнхене, Германия, в 1957 году Рудольф Мёссбауэр в так называемом «знаменательном эксперименте в физике двадцатого века» обнаружил резонансное излучение без отдачи. и поглощение гамма-лучей атомами в твердом металлическом образце, содержащем только Ir. Это явление, известное как эффект Мёссбауэра (с которым тех пор наблюдалось для других ядер, таких как Fe ), и получившее развитие как мессбауэровская спектроскопия, стало важным вкладом в исследования в области физики, химии, биохимии, металлургии и минералогии. Мёссбауэр получил Нобелевскую премию по физике в 1961 году в возрасте 32 лет, всего через три года после публикации своего открытия. В 1986 г. Рудольф Мёссбауэр был удостоен за свои достижения медалей Альберта Эйнштейна и Эллиота Крессона.

Возникновение

Иридий — один из наименее распространенных элементов в земной коре. Метеорит Уилламетт, шестой по величине метеорит, обнаруженный в мире, содержит 4,7 части на иридия.

Иридий — один из девяти наименования распространенных стабильных элементов в земной коре, имеющий среднюю миллионную долю 0,001 частей на в породах земной коры; платины в 10 раз больше, золота в 40 раз больше, а серебра и ртути в 80 раз больше. Теллур почти так же богат, как иридий. В его небольшом количестве в породах земной коры, иридий относительно часто встречается отличие в метеоритах с содержаниемми 0,5 ppm или более. Считается, что общая иридия на Земле намного выше, чем то, что наблюдается в породах земной коры, но из-за плотности и сидерофильного («железолюбивого») характера иридия он опустился ниже коры. и в ядро ​​Земли, когда планета еще была расплавленной.

Иридий встречается в природе как несвязанный элемент или в природе сплавх ; особенно сплавы иридий-осмий, осмиридий (богатый осмием) и иридосмий (богатый иридием). В месторождениях никеля и меди металлы платиновой группы встречаются в виде сульфидов (т.е. (Pt, Pd) S), теллуридов (т.е. PtBiTe), антимонидов (PdSb) и арсенидов (т.е. PtAs. 2). Во всех этих соединенийх платина заменена небольшой первой иридия и осмия. Как и все металлы платиновой группы, иридий естественным образом в соединении с сырым никелем или сыройью. Известен ряд минералов с преобладанием иридия, в том числе иридий как видообразующий элемент. Они крайне редки и часто представляют собой иридиевые аналоги вышеперечисленных. Примерами являются ирарсит и купроиридсит, если укрепить некоторые.

В земной коре иридий находится в самых высоких технологиях в трех типах логических структур: магматические отложения (интрузии коры снизу), ударные кратеры и отложения, переработанные из одно из бывших построек. Самые большие известные первичные запасы находятся в магматическом комплексе Бушвельд в Южной Африке (рядом с самым известным ударным кратером, кратером Вредефорт ), хотя и большая медная — месторождение никеля Норильска в России и Бассейн Садбери (также ударный кратер) в Канаде также являются значительными источниками иридия. Меньшие запасы находятся в США. Иридий также используются группы вторичных металлов в сочетании с другими металлами платиновой в аллювиальных месторождениях. Аллювиальные месторождения, используемые доколумбовыми людьми в департаменте Чоко в Колумбии, все еще средства металлов платиновой группы. По состоянию на 2003 год мировые запасы не подсчитывались.

Наличие границы мела и палеогена

Красная стрелка указывает на границу мела и палеогена.

граница мела и палеогена 66 миллионов лет назад, отмечая временную границу между меловым и палеогеновым периодами геологического времени, был идентифицирован тонким слоем из глины, богатой иридием. Группа во главе с Луисом Альваресом предложила в 1980 году внеземное происхождение этого иридия, приписав его удару астероиду или комете. Их теория, известная как гипотеза Альвареса, сейчас широко используется для объяснения исчезновения нептичьих динозавров. Позднее под полуостровом Юкатан (кратер Чиксулуб ) была обнаружена крупная погребенная структура ударного кратера с предполагаемым возрастом около 66 миллионов лет. Дьюи М. Маклин и другие утверждают, что иридий мог иметь вулканическое происхождение, потому что ядро ​​Земли богато иридием, а действующие вулканы, такие как Питон де Ла Фурнез, на острове Реюньон, все еще производят иридий.

Производство

В 2019 году мировое производство иридия составило 242000 унций (6860 кг).

Иридий также коммерчески добывается как побочный продукт из никеля и меди <339 Во время избрать при рафинировании меди и никеля, благородных металлов, таких как серебро, золото и металлы платиновой группы, а также селен и теллур оседают на дно электролизер как анодный шлам, который является отправной точкой для их извлечения. Чтобы отделить металлы, их сначала нужно растворить. Доступны несколько методов разделения в зависимости от природы смесей; два типа способов — слияние с пероксидом натрия с последующим растворением в царской водке и растворением в смесях хлора с соляной кислотой.

После смеси раствор, иридий отделяют от других металлов платиновой группы осаждением гексахлориридата аммония ((NH. 4). 2IrCl. 6) или экстракцией IrCl. 6органическими аминами. Второй метод можно спланировать как непрерывную жидкостно-жидкостную экстракцию, и он больше подходит для производства в промышленных масштабах, в любом случае продукт восстанавливается с использованием водорода, давая металл в виде порошка или губки, которую можно обрабатывать с использованием методов порошковой металлургии.

Цены на иридий колебались в значительном диапазоне. При относительно небольшом объеме на мировом рынке (по сравнению с другими промышле) нными металлами, такими как алюминий или медь ), цена иридия сильно реагирует на нестабильность производства, спроса, спекуляции, накопления запасов и политики в странах-производителях. Используемое для промышленного выращивания монокристаллов вещество с редкими свойствами, на его цену повлияли изменения в современной технологии: использование этого метода в период с 2001 по 2003 год было с избытком тиглей из Ir. Аналогичным образом, цены выше 1000 долларов США за период с 2010 по 2014 годы объясняются установкой оборудования для производства монокристалла сапфира, используемого в светодиодной подсветке для телевизоров.

Применения

Спрос на иридий вырос с 2,5 тонны в 2009 году до 10,4 тонны в 2010 году, в основном из-за того, что приложения, связанные с электроникой, выросли с 0,2 до 6 тонн — иридиевые тигли обычно используется для выращивания высококачественных монокристаллов, спрос на которые резко возрос. Прогнозируется, что это увеличение потребления иридия прекратится из-за накопления запасов тиглей, как это произошло ранее в 2000-х годах. Другие основные области применения включают свечи зажигания, на которые в 2007 году израсходовано 0,78 тонны иридия, электроды для хлорно-щелочного процесса (1,1 т в 2007 году) и химических катализаторов (0,75 т в 2007 году).

Промышленные и медицина

Молекулярная структура Ir (mppy). 3

Высокая температура плавления, твердость и коррозионная стойкость иридия и его сплавов большинства определяет его применений. Иридий (или иногда сплавы платины или осмия) и в основном иридиевые сплавы имеют низкий износ, например, для многопористых фильер, которые через расплав пластичного полимера экструдируется с образованием волокон, таких как район. Осмий-иридий используется для подшипников компаса и весов.

Их устойчивость к дуговой эрозии делает иридиевые сплавы идеальными для электрических контактов для электрических контактов свечей зажигания и на основе иридия свечи зажигания используются в авиации.

Чистый иридий очень хрупок, до такой степени, что его трудно сваривать из-за трещин в зоне термического влияния, но его можно сделать более пластичным, добавив небольшие количества титана и цирконий (0,2% каждого, по-видимому, работает хорошо).

Коррозия и жаропрочность делают иридий важный легирующий агентом. Некоторые электрические детали авиационных двигателей долговлены из сплава иридия, а сплав иридий — титан используется для изготовления глубоководных труб из-за его коррозионной стойкости. Иридий также используется в качестве упрочняющего агента в платиновых сплавах. Твердость по Виккерсу чистой платины составляет 56 HV, тогда как платина с 50% иридия может достичь более 500 HV.

Устройства, которые должны выдерживать высокие температуры, часто изготавливаются из иридия. Например, высокотемпературные тигли из иридия используются в процессе Чохральского для производства оксидных монокристаллов (таких как сапфиры ) для использования в компьютерной памяти. устройств и в твердотельных лазерах. Кристаллы, такие как гадолиний-галлий-гранат и иттрий-галлиевый гранат, выращивают путем плавления предварительно спеченных зарядов смешанных оксидов в окислительных условиях при температурах до 2100 ° C.

Соединения иридия являются используются в качестве катализаторов в процессе Cativa для карбонилирования метанола с получением уксусной кислоты.

Радиоизотоп иридий-192 является одним из двух наиболее важных источников энергии для использования в промышленной γ-радиографии для неразрушающего контроля металлов. Кроме того, Ir используется в качестве источника гамма-излучения для лечения рака с помощью брахитерапии, формы лучевой терапии, при которой герметичный радиоактивный источник размещается внутри или рядом с областью, требующей лечения.. Специфические методы лечения включают брахитерапию простаты с высокой мощностью дозы, брахитерапию желчных протоков и внутриполостную брахитерапию шейки матки.

В феврале 2019 года ученые-медики объявили, что иридий присоединяется к альбумину, создавая Фотосенсибилизированная молекула может проникать в раковые клетки и после облучения светом (процесс, называемый фотодинамической терапией ) разрушать раковые клетки.

Иридий является хороший катализатор разложения гидразина (на горячий азот и аммиак), который используется на практике в ракетных двигателях малой тяги; Подробнее об этом в статье Ракета-носитель.

Scientific

International Prototype Meter bar

Сплав 90% платины и 10% иридия был использован в 1889 году для создания International Prototype Meter и килограмм масса, хранимая Международным бюро мер и весов около Парижа. Метровая полоса была заменена в качестве определения фундаментальной единицы длины в 1960 году линией в атомном спектре из криптона, но килограммовый прототип остался международным стандартом массы до 20 мая 2019 года, когда килограмм был переопределен в терминах постоянной Планка.

Иридий часто используется в качестве покрытия для непроводящих материалов при подготовке к наблюдению в растровых электронных микроскопах (SEM). Добавление слоя иридия толщиной 2-20 нм помогает особенно органическим материалам выдерживать повреждения электронным пучком и снижает накопление статического заряда в целевой области фокальной точки пучка SEM. Покрытие из иридия также увеличивает отношение сигнал / шум, связанное с вторичной электронной эмиссией, что важно для использования SEM для анализа рентгеновского спектрографического состава. В то время как другие металлы могут использоваться для покрытия объектов для использования в сканирующем электронном микроскопе, иридий является предпочтительным покрытием, когда образцы будут изучены с широким диапазоном параметров изображения.

Иридий использовался в радиоизотопных термоэлектрических генераторах беспилотных космических аппаратов, таких как Вояджер, Викинг, Пионер, Кассини, Галилео и Новые горизонты. Иридий был выбран для инкапсуляции топлива плутоний-238 в генераторе, поскольку он может выдерживать рабочие температуры до 2000 ° C и обладает большой прочностью.

Другое применение касается рентгеновских лучей. оптика, особенно рентгеновские телескопы. Зеркала рентгеновской обсерватории Чандра покрыты слоем иридия толщиной 60 нм. Иридий оказался лучшим выбором для отражения рентгеновских лучей после испытаний никеля, золота и платины. Слой иридия, который должен быть гладким с помощью до нескольких элементов, нанесен путем нанесения паров иридия в высоком вакууме на базовый слой из хрома.

Иридий используется в частицах . физика для производства антипротонов, формы антивещества. Антипротоны путем выстрела пучка высокой плотности в цель преобразования, которая должна быть изготовлена ​​из материала очень высокой плотности. Хотя вместо него можно использовать вольфрам, иридий обладает преимуществом лучшей устойчивости к ударным волнам, вызванным повышением температуры из-за падающего луча.

Окислительная добавка к углеводородам в иридийорганическая химия

Активация углеродно-водородной связи (активация C — H) — это область исследований технологии, расщепляющих углеродно-водородные связи, которые традиционно считались инертными. Первые сообщения об успехе в активации связей C — H в насыщенных углеводородов, опубликованных в 1982 году, использовали металлоорганические комплексы иридия, которые подвергаются окислительному присоединению с углеводородом.

Комплексы иридия исследуются в качестве катализаторов для асимметричного гидрирования. Эти катализаторы используются в синтезе природных продуктов и способны энантиоселективно гидрогенизировать некоторые сложные субстраты, такие как нефункционализированные алкены (генерируется только один из двух типов энантиомеров ).

Иридий образует различные формы сов

Исторический

Перьевая ручка перо с маркировкой Iridium Point

Иридий-осмиевые сплавы использовались в перьевой ручке наконечники перьев., Представляющие фундаментальный интерес при сборе триплетов. Впервые иридий широко использовался в 1834 году в перьях, закрепленных на золоте. С 1944 года знаменитая перьевая ручка Parker 51 оснащалась наконечником с рутениемвым наконечником. И сплав иридия (с 3,8% иридия) Материал наконечника современных перьевых ручек до сих пор условно называется «иридий», хотя иридий в нем редко бывает; другие металлы, такие как рутений, осмий и вольфрам заняли его место.

Иридий-платиновый сплав использовался для сенсорных отверстий или в орудия пушки. Согласно отчету Парижской выставки 1867 г., одно из экспонатов, выставленных Джонсоном и Матти «, было использовано в ружье Витворта более 3000 патронов и почти не видно. Пока нет признаков износа. Те, кто знает о постоянных проблемах и расходах, связанных с

Пигмент иридиевый черный, который состоит из очень мелкодисперсного иридия, используется для окрашивания фарфора в насыщенный черный цвет, было сказано, что «все фарфоровые черные цвета» кажутся серыми рядом с ним ».

Меры предосторожности

Иридий в металлической форме не является биологически важным или опасным для здоровья из-за отсутствия реактивности с тканями; в тканях человека только около 20 Известно, что токсическими соединениями иридия очень мало, в первую очередь, используется токсическим соединением металлов, мелкодисперсный порошок иридия может быть опасен при обращении, поскольку он является токсическим соединением на воздухе. редко. Однако растворимые соли, такие как галогениды иридия, могут быть опасными из-за элементов, отличных от иридия, или из-за самого иридия. В то же время большинство соединений иридия нерастворимы, что затрудняет всасывание в организм.

Радиоизотоп иридия. Ир опасен, как и другие радиоактивные изотопы. Единственные зарегистрированные травмы, связанные с иридием, касаются случайного облучения от. Ir, используемого в брахитерапии. Гамма-излучение высокой энергии от. Ir может увеличить риск рака. Внешнее воздействие может вызвать ожоги, радиационное отравление и смерть. Проглатывание Ir может вызвать ожог слизистой оболочки желудка и кишечника. Ir, Ir и Ir имеют тенденцию откладываться в печени и представляют опасность для здоровья как из-за гамма, так и бета излучение.

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Иридиум.

Искать иридий в Викисловаре, бесплатный словарь.

• Иридиум в Периодическая таблица видео (Университет Ноттингема)
• Иридиум в Британской энциклопедии

Ири́дий — химический элемент с атомным номером 77 в периодической системе, обозначается символом Ir (лат. Iridium). Иридий — очень твёрдый, тугоплавкий, серебристо-белый переходный металл платиновой группы, обладающий высокой плотностью и сравнимый по этому параметру только с осмием (плотности Os и Ir практически равны с учётом расчетной погрешности)^[4]. Имеет высокую коррозионную стойкость даже при температуре 2000 °C.

История

Иридий был открыт в 1803 году английским химиком С. Теннантом одновременно с осмием^[5], которые в качестве примесей присутствовали в природной платине, доставленной из Южной Америки. Название (др.-греч. ἶρις — радуга) получил благодаря разнообразной окраске своих солей.

Нахождение в природе

Содержание иридия в земной коре ничтожно мало (10⁻⁷ масс. %). Он встречается гораздо реже золота и платины. Встречается вместе с родием, рением и рутением. Относится к наименее распространённым элементам. Иридий относительно часто встречается в метеоритах. Не исключено, что реальное содержание металла на планете гораздо выше: его высокая плотность и высокое сродство к железу (сидерофильность) могли привести к смещению иридия вглубь Земли, в ядро планеты, в процессе её формирования из расплава.

Иридий содержится в таких минералах, как невьянскит, сысертскит и ауросмирид.

Месторождения

Коренные месторождения осмистого иридия расположены в основном в перидотитовых серпентинитах складчатых областей (в ЮАР, Канаде, США, на Новой Гвинее)^[6].

Получение

Основной источник получения иридия — анодные шламы медно-никелевого производства. Из концентрата металлов платиновой группы отделяют Au, Pd, Pt и др. Остаток, содержащий Ru, Os и иридий, сплавляют с KNO₃ и КОН, сплав выщелачивают водой, раствор окисляют O₂, отгоняют OsO₄ и RuO₄, а осадок, содержащий иридий, сплавляют с Na₂O₂ и NaOH, сплав обрабатывают царской водкой и раствором NH₄Cl, осаждая иридий в виде комплексного соединения (NH₄)₂[IrCl₆], который затем прокаливают, получая металл — иридий. Перспективен метод извлечения иридия из растворов экстракцией гексахлороиридатов высшими алифатическими аминами. Для отделения иридия от неблагородных металлов перспективно использование ионного обмена. Для извлечения иридия из минералов группы осмистого иридия минералы сплавляют с оксидом бария, обрабатывают соляной кислотой и царской водкой, отгоняют OsO₄ и осаждают иридий в виде (NH₄)₂[IrCl₆].

Физические свойства

Тяжёлый серебристо-белый металл, из-за своей твердости плохо поддающийся механической обработке. Кристаллическая структура — кубическая гранецентрированная с периодом а₀=0,38387 нм; электрическое сопротивление — 5,3·10⁻⁸Ом·м (при 0 °C); коэффициент линейного расширения — 6,5·10⁻⁶ град; модуль нормальной упругости — 52,029·10⁶ кг/мм²; плотность — 22,65 г/см³.

Стабильными являются изотопы ¹⁹¹Ir и ¹⁹³Ir. Период полураспада ¹⁹²Ir — 74 дня.

Химические свойства

Иридий устойчив на воздухе при обычной температуре и нагревании, при прокаливании порошка в токе кислорода при 600—1000 °C образует в незначительном количестве IrO₂. Выше 1200 °C частично испаряется в виде IrO₃. Компактный иридий при температурах до 100 °C не реагирует со всеми известными кислотами и их смесями. Свежеосажденная иридиевая чернь частично растворяется в царской водке с образованием смеси соединений Ir(III) и Ir(IV). Порошок иридия может быть растворён хлорированием в присутствии хлоридов щелочных металлов при 600—900 °C или спеканием с Na₂O₂ или BaO₂ с последующим растворением в кислотах. Иридий взаимодействует с F₂ при 400—450 °C, а c Cl₂ и S при температуре красного каления.

Соединения двухвалентного иридия

• IrCl₂ — блестящие тёмно-зелёные кристаллы. Плохо растворяется в кислотах и щёлочах. При нагревании до 773 °C разлагается на IrCl и хлор, а выше 798 °C — на составные элементы. Получают нагреванием металлического иридия или IrCl₃ в токе хлора при 763 °C.
• IrS — блестящее тёмно-синее твёрдое вещество. Мало растворим в воде и кислотах. Растворяется в сульфиде калия. Получают нагреванием металлического иридия в парах серы.

Соединения трёхвалентного иридия

• Ir₂O₃ — твёрдое тёмно-синее вещество. Малорастворим в воде и этаноле. Растворяется в серной кислоте. Получают при лёгком прокаливании сульфида иридия (III).
• IrCl₃ — летучее соединение оливково-зелёного цвета. Плотность — 5,30 г/см³. Малорастворим в воде, щелочах и кислотах. При 765 °C разлагается на IrCl₂ и хлор, при 773 °C на IrCl и хлор, а выше 798 °C — на составные элементы. Получают действием хлора на нагретый до 600 °C иридий.
• IrBr₃ — оливково-зелёные кристаллы. Растворяется в воде, мало растворим в спирте. Дегидратируется при нагревании до 105—120 °C. При сильном нагревании разлагается на элементы. Получают взаимодействием IrO₂ с бромоводородной кислотой.
• Ir₂S₃ — твёрдое коричневое вещество. Разлагается на элементы при нагревании выше 1050 °C. Мало растворим в воде. Растворяется в азотной кислоте и растворе сульфида калия. Получают действием сероводорода на хлорид иридия (III) или нагреванием порошкообразного металлического иридия с серой при температуре не выше 1050 °C в вакууме.

Соединения четырёхвалентного иридия

• IrO₂ — чёрные тетрагональные кристаллы с решёткой типа рутила. Плотность — 3,15 г/см³. Малорастворим в воде, этаноле и кислотах. Восстанавливается до металла водородом. Термически диссоциирует на элементы при нагревании. Получают нагреванием порошкообразного иридия на воздухе или в кислороде при 700 °C, нагреванием IrO₂*nН₂О.
• IrF₄ — жёлтая маслянистая жидкость, разлагающаяся на воздухе и гидролизующаяся водой. t_пл 106 °C. Получают нагреванием IrF₆ с порошком иридия при 150 °C.
• IrCl₄— гигроскопичное коричневое твёрдое вещество. Растворяется в холодной воде и разлагается тёплой (водой). Получают нагреванием (600—700 °C) металлического иридия с хлором при повышенном давлении.
• IrBr₄ — расплывающееся на воздухе синее вещество. Растворяется в этаноле; в воде (с разложением), диссоциирует при нагревании на элементы. Получают взаимодействием IrO₂ с бромоводородной кислотой при низкой температуре.
• IrS₂ — твёрдое коричневое вещество. Малорастворим в воде. Получают пропусканием сероводорода через растворы солей иридия (IV) или нагреванием порошкообразного металлического иридия с серой без доступа воздуха в вакууме.
• править] Соединения шестивалентного иридия
  • IrF₆ — жёлтые тетрагональные кристаллы. t_пл 44 °C, t_кип 53 °C, плотность — 6,0 г/см³. Под действием металлического иридия превращается в IrF₄, восстанавливается водородом до металлического иридия. Получают нагреванием иридия в атмосфере фтора в трубке из флюорита. Сильный окислитель, реагирует с водой и монооксидом азота:

  

  

  • IrS₃ — серый, малорастворимый в воде порошок. Получают нагреванием порошкообразного металлического иридия с избытком серы в вакууме. Строго говоря, не является соединением шестивалетного иридия, так как содержит связь S-S.

  Применение

  Особый интерес в качестве источника электроэнергии вызывает его ядерный изомер иридий-192m2 (имеющий период полураспада 241 год).

  Сплавы с W и Th — материалы термоэлектрических генераторов, с Hf — материалы для топливных баков в космических аппаратах, с Rh, Re, W — материалы для термопар, эксплуатируемых выше 2000 °C, с La и Се — материалы термоэмиссионных катодов.

  Иридий используется также для изготовления перьев для ручек. Небольшой шарик из иридия можно встретить на кончиках перьев и чернильных стержней, особенно хорошо его видно на золотых перьях, где он отличается по цвету от самого пера.

  Иридий в палеонтологии и геологии является индикатором слоя, который сформировался сразу после падения метеоритов.

  Иридий, наряду с медью и платиной, применяется в свечах зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в качестве материала для изготовления электродов, делая такие свечи наиболее долговечными (100—160 тыс. км пробега автомобиля) и снижая требования к напряжению искрообразования. Изначально использовался в авиации и гоночных автомобилях, затем, по мере снижения стоимости продукции, стал употребляться и на массовых автомобилях. В настоящее время такие свечи доступны для большинства двигателей, однако являясь наиболее дорогими.

  Иридий-192 является радионуклидом с периодом полураспада 74 сут, широко применяемым в дефектоскопии, особенно в условиях, когда генерирующие источники не могут быть использованы (взрывоопасные среды, отсутствие питающего напряжения нужной мощности)^[7].

  Биологическая роль

  Не играет никакой биологической роли. Металлический иридий нетоксичен, но некоторые соединения иридия, например, его гексафторид (IrF₆), очень ядовиты.

  Стоимость

  Цена на иридий на мировом рынке в мае-июне 2012 — около 35 долларов США за 1 грамм (1085 долларов за тройскую унцию)^[8] .

  Интересные факты

  Иридий — металл, который не взаимодействует с кислотами и их смесями (например, царской водкой) как при нормальной, так и при повышенной температурах^[9].

  См. также

  • Металлы платиновой группы

  Примечания

  1. ↑ Theoretical calculation gave the following results (The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals (1979), 64(1), P7-P9. )
  2. ↑ Arblaster, J. W. (1989). «Densities of osmium and iridium: recalculations based upon a review of the latest crystallographic data» (PDF). Platinum Metals Review 33 (1): 14–16.
  3. ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 272. — 671 с. — 100 000 экз.
  4. ↑ Этот результат получен путём теоретических расчётов. см. The lattice parameters, densities and atomic volumes of the platinum metals. Crabtree, Robert H. Sterling Chem. Lab., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Journal of the Less-Common Metals (1979), 64(1), стр. 7-9.
  5. ↑ Hunt, L. B. (1987). «A History of Iridium». Platinum Metals Review 31 (1): 32–41.
  6. ↑ Осмистый иридий — статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
  7. ↑ Иридий в популярной библиотеке химических элементов
  8. ↑ eBullionGuide.com Iridium Price History  (англ.). Архивировано из первоисточника 22 июня 2012. Проверено 20 июня 2012.
  9. ↑ Книга рекордов Гиннесса для химических веществ

  Литература

  • Большая советская энциклопедия
  • Химическая энциклопедия под ред. И. Л. Кнулянца. Т.2, стр.271.

  Ссылки

  	Иридий на Викискладе?

  • Иридий на Webelements
  • Иридий в Популярной библиотеке химических элементов
  • Свойства иридия

  Соединения иридия

  Бромид иридия(III) (IrBr3) • Бромид иридия(IV) (IrBr4) • Гексахлороиридат(III) натрия (Na3[IrCl6]) • Гексахлороиридат(IV) аммония ((NH4)2[IrCl6]) • Гексахлороиридат(IV) водорода (H2[IrCl6]) • Гидроксид иридия(III) (Ir(OH)3) • Гидроксид иридия(IV) (Ir(OH)4) • Додекакарбонил иридия (Ir4(CO)12) • Иодид иридия(III) (IrI3) • Иодид иридия(IV) (IrI4) • Оксид иридия(III) (Ir2O3) • Оксид иридия(IV) (IrO2) • Октакарбонил иридия (Ir2(CO)8) • Сульфат иридия(III) (Ir2(SO4)3) • Сульфид иридия(II) (IrS) • Сульфид иридия(III) (Ir2S3) • Сульфид иридия(IV) (IrS2) • Сульфид иридия(VI) (IrS3) • Фторид иридия(IV) (IrF4) • Фторид иридия(VI) (IrF6) • Хлорид иридия(I) (IrCl) • Хлорид иридия(II) (IrCl2) • Хлорид иридия(III) (IrCl3) • Хлорид иридия(IV) (IrCl4) •

  Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
  	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
  1	H		He
  2	Li	Be		B	C	N	O	F	Ne
  3	Na	Mg		Al	Si	P	S	Cl	Ar
  4	K	Ca		Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
  5	Rb	Sr		Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
  6	Cs	Ba	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
  7	Fr	Ra	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Fl	Uup	Lv	Uus	Uuo
  Щелочные металлы  Щёлочноземельные металлы  Лантаноиды Актиноиды Переходные металлы Другие металлы Металлоиды Другие неметаллы Галогены Инертные газы

  Электрохимический ряд активности металлов
  Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au Элементы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала.

Иридий, свойства атома, химические и физические свойства.

Ir 77  Иридий

192,217(3)      1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d⁷ 6s²

Иридий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 77. Расположен в 9-й группе (по старой классификации — побочной подгруппе восьмой группы), шестом периоде периодической системы.

Общие сведения

Свойства атома иридия

Химические свойства иридия

Физические свойства иридия

Кристаллическая решётка иридия

Дополнительные сведения

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Общие сведения:

Свойства атома иридия: