铱

简介铱的元素符号Ir，原子序数77，原子量192.22，外围电子排布5d76s2，位于第六周期第Ⅷ族。原子半径135.7pm，第一电离能885kJ/mol，电负性2.2，主要氧化数+3、+4、+6。铱是目前发现密度第二大的化学元素（仅次于锇），以X射线晶体结构分析实验测出的密度为22.56g/cm3，在室内温度及标准大气压的环境时，它以同样的方式被计算出的密度较锇高出了0.04g/cm3，铱是抗腐蚀性最高的金属，甚至在摄氏2000度的高温都还保留着抗腐蚀的特性。发现历史1803年，史密森·特南特在自然铂矿石的不可溶杂质中发现了铱元素。由于该元素的盐有众多鲜艳的颜色，所以他根据希腊神话的彩虹女神伊里斯（Iris）把这新元素命名为“Iridium”。来源铱是地球地壳中最稀有的元素之一，平均质量比例只有百万分之0.001。铱在陨石里的含量则高很多，一般在百万分之0.5以上。科学家相信，铱在整个地球的含量比在地壳中的含量高很多，但由于它密度高，而且具亲铁性，所以在地球仍处于熔融状态时，就已沉到地球的内核了。铱在自然中以纯金属或合金的形态出现，尤其是各种比例的铱﹣锇合金。镍和铜矿藏中含有铂系金属的硫化物（如(Pt,Pd)S）、碲化物（如PtBiTe）、锑化物（PdSb）和砷化物（如PtAs2）。这些化合物中的铂会被少量的铱和锇元素取代。与其他铂系元素一样，铱可以形成自然镍合金及铜合金。应用铱的最早应用是作笔尖材料，后来应用于注射针头、天平刀刃、罗盘支架、电触头等方面。铱坩埚可用于生长难熔氧化物晶体，该坩埚能在2100～2200℃工作几千小时，是重要的贵金属器皿材料。铱的高温抗氧化性和热电性能使铱/铱铑热电偶成为惟一能在大气中测量达2100℃高温的贵金属测温材料；可用作放射性热源的容器材料；阳极氧化铱膜是一种有前途的电显色材料。Ir192是γ射线源，可用于无损探伤和放射化学治疗。同时，铱是一个很重要的合金化元素，一些铱合金使用在某些关键部门；铱化合物亦有其特有用途。制备铱是镍和铜开采和提炼过程的副产品。在镍和铜的电解精炼过程中，金、银等贵金属、铂系元素以及硒和碲等非金属元素都会积聚在正电极上。这一泥状物质要进入溶液才可把其中的金属分离出来。具体方法取决于混合物的成分，但主要有两种：加入过氧化钠后溶于王水，或直接溶于氯和氢氯酸的混合溶液。安全性成块的铱金属没有生物用途亦无害，因为它不与生物组织反应。和大部份金属一样，铱的金属细粉具有危险性。这样的粉末会刺激组织，且容易在空气中燃烧。由于铱化合物的处理量一般都很低，所以人们对其毒性所知甚少。不过铱的可溶盐，如各种卤化铱，则含有毒性。大部份铱化合物都不可溶，所以很难被人体吸收。Ir同位素和其他放射性同位素一样是危险的。唯一的相关意外是在近距离治疗时受该同位素辐射的意外照射。Ir所放出的高能伽马射线会提高患癌症的可能性。外照射可导致烧伤、辐射中毒甚至死亡。摄入Ir可导致肠胃内膜烧伤。进入体内的Ir、Ir和Ir主要会积累在肝脏中，所放出的伽马射线和β辐射会对身体造成损害。化学性质铱为银白色金属(面心立方结晶)。熔点2410℃。沸点4130℃。相对密度22.421。溶于王水，不溶于水、酸和碱。用途铱的高熔点、高稳定性使其在很多特殊场合具有重要用途，但铱的脆性和高温损耗在一定程度上限制了它的应用。铱的最早应用是作笔尖材料，后来又提出了注射针头、天平刀刃、罗盘支架、电触头等方面的用途。铱坩埚可用于生长难熔氧化物晶体，该坩埚能在2100～2200℃工作几千小时，是重要的贵金属器皿材料。铱的高温抗氧化性和热电性能使铱/铱铑热电偶成为惟一能在大气中测量达2100℃高温的贵金属测温材料；可用作放射性热源的容器材料；阳极氧化铱膜是一种有前途的电显色材料。Ir192是γ射线源，可用于无损探伤和放射化学治疗。同时，铱是一个很重要的合金化元素，一些铱合金使用在某些关键部门；铱化合物亦有其特有用途。生产方法工业生产可从矿石用干法制造；亦可以铜、镍的硫化矿制取铜、镍的生产过程中产生的副产物作为原料，用湿法冶炼制得。湿法把已提取镍、铜后的残留组分作为原料，加入王水进行抽提，经提取铂和钯，然后从残分中经处理提取铑、钌、锇。最后将残分加入王水处理，得到溶液加入氯化铵进行反应，生成氯铱酸铵沉淀。经重结晶，把氯铱酸铵用氢气还原，制得约99.9％铱成品。