Осмий — 187 (Osmium)

Осмий — 187 (Osmium)
О́смий (лат. Osmium) — химический элемент с атомным номером 76 в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, обозначается символом Os. При стандартных условиях представляет собой блестящий серебристо-белый с голубоватым отливом металл. Переходный металл, относится к платиновым металлам. Наряду с иридием обладает наибольшей плотностью среди всех простых веществ. Согласно теоретическим расчётам, его плотность даже выше, чем у иридия.
Физические свойства
Слиток осмия
Кристаллы осмия
Осмий — серо-голубоватый, твёрдый, но хрупкий металл с очень высокой удельной массой, сохраняющий свой блеск даже при высоких температурах. В силу своей твёрдости, хрупкости, низкого давления паров (самого низкого среди всех платиновых металлов), а также очень высокой температуры плавления, осмий с трудом поддаётся механической обработке. Осмий считается самым плотным из всех простых веществ, немного превосходя по этому параметру иридий[11]. Наиболее достоверные значения плотностей для этих металлов могут быть рассчитаны по параметрам их кристаллических решёток: 22, 562 ± 0, 009 г/см³ для иридия и 22, 587 ± 0, 009 г/см³ для осмия[3]. По новейшим сведениям, плотность осмия ещё выше — она составляет 22, 61 г/см3[4]. При сравнении различных изотопов этих элементов ************* оказывается 192Os. Необычайно высокая плотность осмия объясняется лантаноидным сжатием[3], а также гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой.
Осмий плавится при 3306 K (3033 °C)[4], кипит при 5285 K (5012 °C)[4]. Температура перехода в сверхпроводящее состояние — 0, 66 К; твёрдость по Виккерсу — 3—4 ГПа, по шкале Мооса — 7[12]; модуль нормальной упругости — 56, 7 ГПа; модуль сдвига — 22 ГПа[5]. Осмий — парамагнетик (магнитная восприимчивость — 9, 9·10−6[5]).
При давлениях порядка 770 ГПа в металлическом осмии начинают взаимодействовать электроны на внутренних орбиталях, но при этом структура материала не меняется [13][14].
Химические свойства
Степени окисления осмия
−2 Na2[Os(CO)4]
−1 Na2[Os4(CO)13]
0 Os3(CO)12
+1 OsI
+2 OsI2
+3 OsBr3
+4 OsO2, OsCl4
+5 OsF5
+6 OsF6
+7 OsOF5, OsF7
+8 OsO4, Os(NCH3)4
Порошок осмия при нагревании реагирует с кислородом, галогенами, парами серы, селеном, теллуром, фосфором, азотной и серной кислотами. Компактный осмий не взаимодействует ни с кислотами, ни со щелочами, но с расплавами щелочей образует водорастворимые осматы. Медленно реагирует с азотной кислотой и царской водкой, реагирует с расплавленными щелочами в присутствии окислителей (нитрата или хлората калия), с расплавленной перекисью натрия. В соединениях проявляет степени окисления от −2 до +8, из которых самыми распространёнными являются +2, +3, +4 и +8[15].
Осмий — один из немногих металлов, образующих полиядерные (или кластерные) соединения. Полиядерный карбонил осмия Os3(CO)12 используется для моделирования и исследования химических реакций углеводородов на металлических центрах[16][17][18]. Карбонильные группы в Os3(CO)12 могут замещаться на другие лиганды[19], в том числе и содержащие кластерные ядра других переходных металлов[20].
Изотопы
Основная статья: Изотопы осмия
В природе осмий встречается в виде семи изотопов, 6 из которых стабильны: 184Os (0, 018 %), 187Os (1, 64 %), 188Os (13, 3 %), 189Os (16, 1 %), 190Os (26, 4 %) и 192Os (41, 1 %)[5]. Искусственным путём получены радиоактивные изотопы осмия с массовыми числами от 162 до 197, а также несколько ядерных изомеров. Осмий-186 (содержание природном осмии 1, 59 %[5]) подвержен альфа-распаду, но учитывая его исключительно большой период полураспада — (2, 0 ± 1, 1)·1015 лет, — его можно считать практически стабильным. Согласно расчётам, остальные естественные изотопы тоже способны к альфа-распаду, но с ещё большим полупериодом, поэтому их альфа-распад экспериментально не наблюдался. Теоретически для 184Os и 192Os возможен двойной бета-распад, наблюдениями также не зафиксированный.
Изотоп осмий-187 является результатом распада изотопа рения (