化學元素,元素符號Ir,原子序數77,原子量192.217,屬週期系Ⅷ族,鉑系元素。

  簡史 1803年S.坦南特在王水溶解粗鉑後的黑色粉末中發現瞭銥,1804年坦南特將銥命名為iridium,來源於象徵彩虹的希臘女神Iris,因為銥的化合物色彩多樣。1841~1844年C.C.克勞斯仔細地研究瞭鉑系金屬的化學性質與分離方法。M.考熱茨基在1840~1841年分離得到純銥。

  存在 銥是地殼中較稀有的金屬,含量約為2×107%,但銥在外星球的含量較豐富。銥主要分佈於加拿大、南非、俄羅斯和美國的阿拉斯加州。銥常與其他鉑系元素共存於沖積礦床和沙積礦床中,如原鉑礦、鎳黃鐵礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等;還以砷鉑銥礦、硫鋨銥釕礦等形式存在;在自然界中也與其他鉑系金屬形成自然合金,如鋨銥合金、金鋨銥合金等;還存在於自然鉑中。銥有銥−191、銥−193兩種穩定同位素。

  物理性質 銀白色立方晶系金屬,熔點2 446℃,沸點4 428℃,密度22.65克/厘米3;常溫下,銥質硬而脆,延展性差,不易機械加工。但在高溫時可塑性好,可壓成薄片或拉成細絲。

  化學性質 銥原子的電子組態為(Xe)4f145d76s2,氧化態−2、−1、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6,主要氧化態為+1、+3、+4。常溫下,銥在空氣和潮濕環境中非常穩定,致密的金屬不僅不溶於普通的酸,也不溶於王水中。細粉狀銥可以溶於王水。銥的抗氧化能力比釕和鋨強,比鉑和銠弱。高溫下銥的化學性質較活潑,銥粉在空氣中加熱到600℃左右,得黑色二氧化銥粉末;塊狀的銥則在表面生成二氧化銥薄膜,加熱到1 100℃時形成揮發性的三氧化銥。銥在加熱時可與氟、氯發生作用,在氯氣流中加熱銥粉至600~620℃,得綠色三氯化銥粉末;如有氯化鉀或氯化鈉存在,則生成六氯合銥(Ⅳ)酸鉀K2IrCl6或六氯合銥(Ⅳ)酸鈉Na2IrCl6黑色晶體;銥與氟反應得揮發性黃色六氟化銥;與氫氧化鉀和硝酸鉀混合物或硫酸氫鉀共熔時,生成二氧化銥。在赤熱條件下,銥與硫、磷反應。在強氧化劑如氯酸鈉的存在下,銥與鹽酸在120℃時才發生反應。銥易形成配位化合物。銥具有良好的催化性能。銥是已知的最耐腐蝕的金屬。銥能耐熔融的鈉、鉀、汞、鉍和鋰的腐蝕,稍受熔融的氫氧化鈉、氫氧化鉀、硫酸氫鈉的腐蝕,可緩慢地被熔融的鉛、鎘、錫、銀和金腐蝕,迅速地被熔融的銅、鋁、鋅和鎂腐蝕。

  制法 鉑精礦或銥的天然合金經王水等處理後的殘渣或電解金屬的陽極泥先用硫酸氫鈉或氫氧化鉀和硝酸鉀混合物熔融,用水浸熔融物,得含有釕銥的殘渣,用過氧化鈉熔融,再經水浸,留下不溶渣二氧化銥;加王水、氯化銨,轉化為六氯合銥(Ⅳ)酸銨沉淀;沉淀物在1 000℃氫氣流中加熱即得銥粉。

  應用 純銥可用於制作坩堝,研究2 000~2 300℃高溫下的反應,例如用於鈦酸鋇、鎢酸鈣等高溫熔鹽單晶的制備和高溫玻璃的熔融。銥的最主要用途是與其他鉑系金屬元素制造合金,其中又以制造鉑銥合金為主。鉑銥合金可制作直升機的火花塞、電觸點、插頭、電阻絲、自來水筆尖、電唱機針頭、註射器針頭、珠寶飾物、實驗室器皿、電極、標準重量原器和長度原器。保存在巴黎的國際標準米尺就是用90%鉑、10%銥的合金制成的。銠銥合金可制作高溫熱電偶絲(40%Ir–60%Ru、90%Ir–10%Ru)。含鎢5%的銥鎢合金可制作高溫彈簧材料和航海測量儀表。銥的金屬互化物如Ti3Ir、ThIr2ZrIr2Nb3Ir和Th7Ir3是超導體。銥可用作氫化、脫氫、氧化等反應的催化劑,還可用作人工光合作用的催化劑,吸收太陽能轉變為化學能。此外,銥是破解恐龍滅絕之謎的關鍵性元素。

  安全 粉末狀的銥在空氣中能燃燒。銥的揮發性高價氧化物有毒,高溫處理或氧化金屬銥時,應在通風櫥中進行。