锇

化学元素

锇（osmium），元素周期表六周期第8族过渡金属，属铂系元素。元素符号Os，原子序数76，相对原子质量190.2。有光泽的银白色金属，六方晶系。相对密度为22.57g/cm3（20℃），熔点3045℃，沸点5012℃。电阻率8.12×10-8Ω·m（20℃），是密度最大的金属。

研究简史

1800年，史密森·坦南特与人合伙创办了一家销售铂金的企业，并开始制备大量铂金。史密森·坦南特注意到用王水提取铂时会留下难溶的黑色残留物。

1803年，史密森·坦南特宣布从这些“渣滓”中分离出来两种新的金属：一种是铱，另一种就是锇。史密森·坦南特直接用源自希腊单词“osme”（臭）的英文“osmium”给这个新元素冠了名。

理化性质

物理性质

锇在常温下为略泛蓝的银白色金属，密度22.57g/cm3，熔点3045℃，沸点5012℃；锇是密度最大的金属，质地坚硬，质脆，无可塑性，不能承受机械加工。耐磨蚀。锇是周期系VIII族重铂系元素，核外价电子层结构为5d66s2，其性质与同族元素，特别是与钌十分相似。金属锇有块状、粉状和海绵状三种。块状锇为很硬的灰蓝色六方系金属，是所有金属中密度最大的。粉状锇呈灰黑色。海绵状锇可由氯锇酸铵(NH4)2[OsCl6]的热分解而得到。虽然所有铂系金属都具有吸收气体，特别是吸收氢气的特性，但锇在铂系元素中吸收氢气的能力最差。锇的超导转变温度在0.4—0.71K之间。

化学性质

锇共有10种氧化数，分别为-2、0，+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7和+8。从各氧化数相应化合物的种类、数量及稳定性看，在锇的10种氧化数中，以+4、+6和+8三种最为主要，-2、+1及+5几种则不太常见。和钌相比较，Os(VIII)比Ru(VIII)更加稳定，而Ru(III)的化合物则比Os(III)要多。在任何氧化数中，锇都不存在简单的水合离子，而是形成络离子。化学惰性、难熔和具有催化活性，是铂系元素的共性，锇在铂系元素中的熔点最高，并具有催化活性和化学惰性。锇的化学反应性能还和其状态有关：块状锇常温下几乎不和任何物质反应，但粉状锇及海绵状锇可以在一定条件下与氧、其它非金属、酸及碱起反应。

在空气中，块状的锇基本上不会被氧化。在氧气中加热金属锇，会生成高挥发性的四氧化锇（Ⅷ）（OsO4）（熔点30℃，沸点130℃）。显然，锇粉在空气中会被氧化，并发出剧毒物OsO4的特殊性气味，而块状锇则需要在温度高于400℃时才能发生这种反应。

一般来说，第二和第三过渡系的相应元素的化学性质会比较接近。但是在这一列元素中，周期表中紧靠在锇上面的钌会与空气反应，生成二氧化钌（Ⅳ）（RuO2）。

在600℃和400个大气压下，锇可以与过量的氟气发生反应，生成氟化锇（Ⅶ）（OsF7）。

在较温和的条件下，可以生成六氟化锇OsF6。

在加压的氯气或溴中加热金属锇，会生成四卤化物四氯化锇（Ⅳ）（OsCl4）或溴化锇（Ⅳ）（OsBr4）。

锇对酸的反应与锇的状态有关。块状锇甚至不溶于王水，而粉状锇可被氧化性酸，如发烟硝酸、热浓硫酸等溶解，并氧化为OsO4，海绵状锇则可溶解于浓盐酸，生成黄绿色的[OsCl6]3-及[OsCl6]2-。

在空气存在时，苛性碱与锇的混合物熔融，得到黄红色的锇(VI)酸盐Na2OsO4。用苛性碱与氧化剂，如KNO3、KClO3，及KMnO4等，和锇熔融，亦得到类似的产物。在强碱性的水溶液中，用氯气Cl2、次氯酸根ClO-、过氧化物等强氧化剂，也可以溶解锇。在酸性溶液中，用HNO3作氧化剂，于100℃下蒸馏饿酸盐，可得到挥发性的OsO4。在同祥条件下钌酸盐不发生类似反应，是锇与钌相互分离的基础。

制备方法

工业生产锇的过程很复杂，这是因为锇的矿物中还会含有其他金属，如钌、铑、钯、银、铂和金。分离铱、铑、铂和钯等贵金属有时是一些特殊行业的主要活动，有时它们则是一些其他行业的副产品。存在于矿物中的其他金属使分离过程变得十分复杂。分离锇的唯一目的是，锇是一种有着很多用途的特种材料，是制造很多工业催化剂的基础。

制备锇时首先需要对矿石或生产贱金属后的副产品进行预处理，以除去银、金、钯和铂，然后把残渣与重硫酸盐（NaHSO4）共熔，再用水浸泡所得到的混合物，这样就得到了含有硫酸铑[Rh2（SO4）3]的溶液，而锇则留在沉淀中。把沉淀与Na2O2共熔，再用水浸泡，这样就得到了含有钌和锇的盐的溶液，沉淀中含有二氧化铱（IrO2）。把含有钌和锇的盐溶液与氯气反应，可以得到挥发性的RuO4和OsO4。锇的氧化物可溶于氢氧化钠的酒精溶液，并生成Na2[OsO2（OH）4]。用NH4Cl处理所得的溶液，锇就会以纯净的OsCl2O2（NH3）4的形式沉淀下来。蒸干并在氢气中燃烧沉淀，就可以得到纯净的金属锇。

应用领域

锇可用于制造各种耐磨和耐腐蚀的硬质合金，同铱、铑、钌、铂等制成的合金可用于制作仪表、电气触点、插头和文教用品等。锇铱合金可做笔尖、电唱机针头、指南针、仪表仪器的枢轴等。在电子管工业中将锇蒸发到灯丝上会使阴极发射电子能力增大。锇还可做合成氨、氢化等反应的催化剂。四氧化锇在电子显微镜检查中可做组织染色剂，也用于有机合成中。

锇还是一种磁致伸缩材料，在现代工业中也有它的身影，可制造超小型声呐换能器，用于海洋、油田测绘和防卫装置。

分布情况

锇在地壳中的丰度仅为0.0001g/t，居第80位。锇可以在天然形成的铱与锇的合金中找到，这种合金既可以称为锇铱合金，也可以称为铱锇合金，这取决于哪种元素占主导。工业用的锇是精炼镍和一些更常见的铂族金属时的副产品。一辆汽车的后座就能轻松装下锇的全球年产量（约半吨多点），这一产量不到黄金的1/5000。世界上的产锇大国是南非和俄罗斯；中国的锇资源太少，有74%都在甘肃省。

计算化学数据

数据：

1、疏水参数计算参考值（XlogP）：

2、氢键供体数量：0

3、氢键受体数量：0

4、可旋转化学键数量：0

5、互变异构体数量：

6、拓扑分子极性表面积（TPSA）：0

7、重原子数量：1

8、表面电荷：0

9、复杂度：0

10、同位素原子数量：0