اسمیم

(تغییرمسیر از اوسمیوم)

اسمیم (Osmium) از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Os و عدد اتمی آن ۷۶ است. این فلز از گروه پلاتین است و با چگالی ۲۲.۵۹ گرم بر سانتی‌متر مکعب متراکم‌ترین |عنصر موجود در طبیعت و کمیاب‌ترین فلز در پوسته زمین است. یک فلز انتقالی سخت و شکننده به رنگ خاکستری متمایل به آبی می‌باشد. اسمیوم اگر سخترین فلز نباشد یکی از سخترین فلزهاست که در بعضی آلیاژها همراه پلاتین و ایریدیوم استفاده می‌شود. اسمیوم به صورت غیرترکیبی به صورت آلیاژ در سنگ معدن پلاتین یافت می‌شود. اسمیوم که یونانی آن osme به معنی رایحه می‌باشد. این عنصر در سال 1803 توسط اسمیتسون تنانت در لندن به همراه ایریدیوم در کنار عمل حل پلاتین در تیزاب سلطانی ( Aqua Regia ) کشف شد.

اسمیم، 76Os
الگو:جعبه عناصر شیمیایی/symbol-to-top-image/alt
ویژگی‌های کلی
تلفظ‎/ˈɒzmiəm/‎ (OZ-mee-əm)
ظاهرآبی نقره‌ای
جرم اتمی نسبی (Ar، استاندارد)۱۹۰٫۲۳(۳)[۱]
اسمیم در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)
Ru

Os

Hs
رنیماسمیمایریدیم
عدد اتمی (Z)76
گروهگروه ۱۲
دورهدوره 6
بلوکبلوک-d
آرایش الکترونی[Xe] 4f14 5d6 6s2
2, 8, 18, 32, 14, 2
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب3306 K ​(3033 °C, ​5491 °F)
نقطه جوش5285 K ​(5012 °C, ​9054 °F)
چگالی (near r.t.)22.59 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)20 g/cm3
حرارت همجوشی57.85 kJ/mol
آنتالپی تبخیر 738 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی24.7 J/(mol·K)
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) 3160 3423 3751 4148 4638 5256
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش−4, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 (یک اکسید اسیدی ملایم)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 2.2
انرژی یونش
  • 1st: 840 kJ/mol
  • 2nd: 1600 kJ/mol
شعاع اتمیempirical: 135 pm
شعاع کووالانسی pm 144±4
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری اسمیم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوریدستگاه بلوری شش‌گوشه
Hexagonal crystal structure for اسمیم
سرعت صوت thin rod4940 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی5.1 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی87.6 W/(m·K)
رسانش الکتریکی81.2 n Ω·m (at 0 °C)
رسانش مغناطیسیپارامغناطیس[۲]
مدول برشی222 GPa
مدول حجمی462 GPa
نسبت پواسون0.25
سختی موس7.0
سختی برینل3920 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس7440-04-2
ایزوتوپ‌های اسمیم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
184Os 0.02% >5.6×1013 y
(not observed)
εε 1.452 184W
185Os syn 93.6 d ε 1.013 185Re
186Os 1.59% 2.0×1015 y α 2.822 182W
187Os 1.96% 187Os ایزوتوپ پایدار است که 111 نوترون دارد
188Os 13.24% 188Os ایزوتوپ پایدار است که 112 نوترون دارد
189Os 16.15% 189Os ایزوتوپ پایدار است که 113 نوترون دارد
190Os 26.26% 190Os ایزوتوپ پایدار است که 114 نوترون دارد
191Os syn 15.4 d β 0.314 191Ir
192Os 40.78% >9.8×1012 y
(not observed)
ββ 0.414 192Pt
193Os syn 30.11 d β 1.141 193Ir
194Os syn 6 y β 0.097 194Ir
| منابع

این فلز بسیار شکننده با چگالی زیاد می باشد. ساخت این فلز به صورت غیر طبیعی بسیار دشوار می‌باشد. پودر اسمیوم وقتی در معرض هوا قرار بگیرد، تترواکسید اسمیوم(OsO4) را که ماده ای بسیار سمی است، می‌سازد. اکسید آن یک ماده اکسید کننده قوی بوده و بوی شدیدی دارد و در دمای 130 درجه سلسیوس به جوش می‌آید.

اسمیوم به خاطر چگالی بالای آن معمولا به عنوان سخترین فلز که حتی از ایریدیوم هم سختتر است، شناخته می‌شود. البته محاسبات در شبکه فضایی از محاسبات معمولی که چگالی kg/m3 22650 را به ایریدیوم و kg/m3 22661 را به اسمیوم اختصاص می‌دهد، دقیقتر بوده و نتایج مورد اطمینانتری را ارائه می‌دهد. بنابراین در حال حاظر نمی‌توان یک مرز مشخصی را از نظر چگالی برای اسمیوم و ایریدیوم قائل شد، چرا که آنها کاملا به هم نزدیک هستند.

این فلز در میان خانواده پلاتین بیشترین دمای ذوب و پایینترین فشار بخار را داراست. حالتهای اکسیداسیون معمولی اسمیوم +4 و +3 می‌باشد، ولی حالتهای اکسیداسیون +1 تا +8 نیز مشاهده شده است.[۳]

استخراجویرایش

این فلز انتقالی به صورت طبیعی در Osmiridium که یک آلیاژ طبیعی از ترکیب ایریدیوم و اسمیوم است در رسوبات رودخانه ای که منبع استخراج فلزات گروه پلاتین در کوهای اورال و آمریکای شمالی و جنوبی است یافت می‌شود. این فلز همچنین در سنگ معدنهای نیکل دار ، در منطقه سادبری انتاریو به همراه دیگر فلزات گروه پلاتین یافت می‌شود که استخراج به این روش صرفه اقتصادی بیشتری دارد.

کاربردهاویرایش

از آنجا که اکسید این فلز بی‌نهایت سمی می‌باشد، به‌ندرت به‌صورت خالص از آن استفاده می‌شود و اغلب به صورت آلیاژ با دیگر فلزات در مواردی که نیاز به دوام بالا دارند، کاربرد دارد. آلیاژ اسمیوم به همراه دیگر فلزات پلاتین بسیار سخت بوده و در مواردی که نیاز به آلیاژهای سخت دارند، مانند نوک خودکار ، سوزنهای گرامافون ، لوله ، محور ابزار ، لوازم گوناگون و اتصالات الکترونیک کاربرد دارد. تترا اکسید اسمیوم برای تشخیص اثرانگشت و رنگ کردن بافتهای چرب برای اسلایدهای میکروسکپی کاربرد دارد. آلیاژ 90% پلاتین و 10% اسمیوم در کاشتهای جراحی مانند ضربان ساز و جایگزینی دریچه های ریوی استفاده می‌شود.


ایزوتوپهاویرایش

اسمیوم هفت ایزوتوپ طبیعی دارد که پنج تا از آنها پایدارند: Os-187، Os-188، Os-189، Os-190 و Os-192 که فراوان ترین آنها می‌باشد. Os-184 , Os-186 نیمه عمر زیادی داشته و برای اهداف کاربردی می‌توان آنها را ایزوتوپ پایدار در نظر گرفت. Os-187 دخترخوانده Rhenium -187 بوده که نیمه عمر آن 4.56 x 1010 می‌باشد و اغلب با نسبت Os-187/Os-186 اندازه گیری می‌شود. این نسبت ، همانند نسبت Re-187/Os-187 که همانند شهاب سنگ برای تعیین عمر زمین استفاده می‌شود. به هر حال مهمترین کاربرد قابل توجه اسمیوم در تعیین تاریخ در ترکیب با ایریدیوم ، برای تجزیه و تحلیل لایه‌های کوارتز صدمه دیده ( Shocked Quartz ) در طول K-T boundary که به انقراض دایناسورها در 65 میلیون سال پیش انجامید، می‌باشد.

ویژگی‌های فیزیکی این عنصرویرایش

  • عدد اتمی: ۷۶
  • جرم اتمی: ۱۹۰٫۲۳
  • نقطه ذوب: C° ۳۰۲۷
  • نقطه جوش: C° ۵۰۱۲
  • شعاع اتمی: Å ۱٫۹۲
  • ظرفیت: ۴
  • رنگ: خاکستری متمایل به آبی
  • حالت استاندارد: جامد
  • نام گروه: ۸

[۴]

منابعویرایش

  1. Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. https://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Os.html
  4. https://www.webelements.com/osmium/