Iridium
Iridi là một nguyên tố hóa học với số nguyên tử 77 và kí hiệu là Ir. Là một kim loại chuyển tiếp, cứng, màu trắng bạc thuộc nhóm platin, iridi là nguyên tố đặc thứ 2 (sau osmi) và là kim loại có khả năng chống ăn mòn nhất, thậm chí ở nhiệt độ cao khoảng 2000 °C. Mặc dù chỉ các muối nóng chảy và halogen nhất định mới ăn mòn iridi rắn, bụi iridi mịn thì phản ứng mạnh hơn và thậm chí có thể cháy. Các hợp chất iridi quan trọng nhất được sử dụng là các muối và axit tạo thành với clo, mặc dù iridi cũng tạo thành một số các hợp chất kim loại hữu cơ được dùng làm chất xúc tác và nghiên cứu. 191Ir và 193Ir là hai đồng vị tự nhiên của iridi và cũng là hai đồng vị bền; trong đó đồng vị 193Ir phổ biến hơn.
Iridi được Smithson Tennant phát hiện năm 1803 ở Luân Đôn, Anh, trong số các tạp chất không hòa tan trong platin tự nhiên ở Nam Mỹ. Mặc dù nó là một torng những nguyên tố hiếm nhất trong vỏ Trái Đất, với sản lượng và tiêu thụ hàng năm chỉ 3 tấn, nó có nhiều ứng dụng trong công nghiệp đặc thù và trong khoa học. Iridi được dùng với chức năng chống ăn mòn cao ở nhiệt độ cao như nồi nung làm tái kết tinh của các chất bán dẫn ở nhiệt độ cao, các điện cực trong sản xuất clo, và máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ được dùng trong phi thuyền không người lái. Các hợp chất iridi cũng được dùng làm các chất xúc tác trong sản xuất axit axetic. Trong công nghiệp ôtô, iridi được dùng làm bugi đánh lửa với vai trò điện cực trung tâm, thay thế việc sử dụng các kim loại thông thường.
Các dị thường iridi cao trong lớp đất sét thuộc ranh giới địa chất K-T (kỷ Creta-kỷ Trias) đã đưa đến giả thuyết Alvarez, mà theo đó sự ảnh hưởng của một vật thể lớn ngoài không gian đã gây ra sự tiệt chủng của khủng long và các loài khác cách đây 65 triệu năm. Iridi được tìm thấy trong các thiên thạch với hàm lượng cao hơn hàm lượng trung bình trong vỏ Trái Đất. Người ta cho rằng lượng iridi trên Trái Đất cao hơn hàm lượng được tìm thấy trong lớp vỏ đá của nó, nhưng co mật độ cao và khuynh hướng của iridi liên kết với sắt, hầu hết iridi giảm theo chiều từ bên dưới lớp vỏ đi vào tâm Trái Đất khi Trái Đất còn trẻ và vẫn nóng chảy.
Iridi có thể được làm thành dải hoặc dây mảnh bằng cách cán hoặc chuốt kéo.
I) Tính chất vật lý:


31 (g) iridi nóng chảy
Là thành viên của các kim loại nhóm platin, iridi có màu trắng tương tự platin nhưng chơi ngả sang màu vàng nhạt. Do độ cứng, giòn, và điểm nóng chảy rất cao của nó, iridi rắn khó gia công, định hình, và thường được sử dụng ở dạng bột luyện kim. Nó là kim loại duy nhất duy trì được các đặc điểm cơ học tốt trong không khí ở nhiệt độ trên 1600 °C. Iridi có điểm nóng chảy cao và trở thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ dưới 0,14 K.
Mô-đun đàn hồi của iridi lớn thứ 2 trong các kim loại, sau osmi. Điều này kết hợp với mô đun độ cứng cao và hệ số Poisson thấp cho thấy cấp độ của độ cứng và khả năng chống biến dạng lớn nên để chế tạo các các bộ phận hữu ích là vấn đề rất khó khăn. Mặc dù có những hạn chế và giá cao, nhiều ứng dụng đã được triển khai trong các môi trường cần độ bền cơ học cao đặc biệt trong công nghệ hiện đại.
Mật độ được đo đạc của iridi chỉ thấp hơn của osmi một ít (khoảng 0,1%).Có một số nhập nhằng liên quan đến hai nguyên tố này là nguyên tố nào đặc hơn, do kích thước nhỏ khác nhau về mật độ và khó khăn về độ chính xác của phép đo, nhưng, khi độ chính xác tăng khi tính mật độ bằng dữ liệu tinh thể học tia X thì mật độ của iridi là 22,56 g/cm3 và của osmi là 22,59 g/cm3.
II) Tính chất hóa học:
Iridi là kim loại có khả năng chống ăn mòn lớn nhất: nó không phản ứng với hầu hết axit, nước cường toan, kim loại nóng chảy hay các silicat ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, nó có thể phản ứng với một số muối nóng chảy như natri xyanua và kali xyanua, cũng như oxy và các halogen (đặc biệt flo) ở nhiệt độ cao hơn.
III) Hợp chất:









Những hợp chất của Iridium chủ yếu ở trạng thái ôxi hóa +3 đến +6. Phổ biến ở trạng thái ôxi hóa +3 và +4. Rất hiếm ở trạng thái ôxi hóa cao nhất, gồm hợp chất IrF6 và hai hỗn hợp ôxít Sr2MgIrO6 và Sr2CaIrO6.
Ôxít IrO2 dạng bột màu đen, đặc trưng của ôxít Iridium. Ôxít Ir2O3 có dạng bột màu xanh đen. Nó được ôxi hóa từ IrO2 bởi HNO3 . Tương tự các disunfit, diselenides, sesquisulfides và sesquiselenides được biết đến, IrS3 cũng đã được báo cáo. Iridium cũng tạo iridates với trạng thái ôxi hóa +4 và +5, chẳng hạn như K2IrO3 và KIrO3, có thể được điều chế từ phản ứng của các oxit kali hoặc kali superoxide với iridi ở nhiệt độ cao.
Trong khi không tồn tại hợp chất hidrua IrxHy , các phức chất đã biết chứa IrH5 4−và IrH63-, trường hợp iridium có trạng thái ôxi hóa +1 và +3. Hợp chất hydride bậc ba Mg6Ir2H11 chứa cả IrH54- và 18-electron IrH45-
Đối với, hợp chất với halogen chỉ có trihalogen, IrX3 là được biết. Đối với trạng thái ôxi hóa +4 và trên nữa, chỉ có tetrafluoride, pentafluoride và hexafluoride được biết đến. Iridium hexafluoride, IrF6 dễ bay hơi và là chất rắn màu vàng phản ứng cao, bao gồm các phân tử bát diện. Nó phân hủy trong nước và được giảm xuống IrF4, một màu đen tinh thể rắn, bởi iridi. Iridium pentafluoride có tính chất tương tự nhưng nó thực sự là một tetramer, Ir4F20, hình thành bởi octahedra bốn góc.
Hexachloroiridic (IV) axit, H 2IrCl6, và muối amoni của nó là các hợp chất iridi quan trọng nhất trong công nghiệp. Chúng tham gia vào việc thanh lọc của iridi và sử dụng như là tiền chất cho các hầu hết các hợp chất iridi khác, cũng như trong việc chuẩn bị của lớp phủ cực dương. Các IrCl ion có màu nâu đậm, và có thể được làm nhạt màu hơn IrClvà ngược lại. Iridium triclorua, IrCl3, mà có thể thu được ở dạng khan từ quá trình oxy hóa trực tiếp của bột iridi bởi clo ở 650oC, hoặc ở dạng ngậm nước bằng cách hòa tan trong axit Clohydric Ir2O3, thường được sử dụng như một vật liệu khởi đầu cho sự tổng hợp các hợp chất Ir (III) khác. Một hợp chất được sử dụng như là nguyên liệu đầu là ammonium hexachloroiridate (III), (NH4)3IrCl6. Phức Iridi (III) nghịch từ (có phức spin thấp) và thường có cấu tạo phân tử bát diện.
Hợp chất cơ-iridium chứa liên kết iridium-carbon với kim loại thường ở trạng thái ôxi hóa từ 0 đến 5. Ví dụ, trạng thái oxy hóa 0 được tìm thấy trong dodecacarbonyl tetrairidium, Ir(CO)12. Trong các hợp chất này, mỗi nguyên tử iridium được liên kết với ba nguyên tử còn lại, tạo thành một nhóm tứ diện. Một số hợp chất cơ-kim Ir (I) đáng chú ý được đặt tên theo người phát hiện ra chúng. Một là phức chất Vaska, IrCl(CO)[P(C6H5)3]2, trong đó những tính chất liên kết khác thường với các phân tử dioxygen, O2. Một số khác là chất xúc tác Crabtree, một chất xúc tác đồng nhất cho các phản ứng hiđrô hóa. Các hợp chất này có cấu tao mặt phẳng vuông, phức chất d8, với tổng số 16 điện tử hóa trị.


Phức Vaska









Công thức phân tử của Ir(mppy)3
Iridi (IV) ôxít ( IrO2 ) :
Iridi (IV) oxit

Iridi dioxit
Tính chất tổng quát
Công thức phân tử
IrO2
Phân tử khối
224.22 g/mol
Hình dạng
Chất rắn màu đen
Mật độ
11.66 g/cm3
Điểm nóng chảy
1100 °C (phân hủy)
Tính tan
Không tan
Những hợp chất liên quan
Những anion khác
iridium(IV) fluoride, iridium disulfide
Những cation khác
rhodium dioxide, osmium dioxide, platinum dioxide
Những hợp chất có liên quan
iridium(III) oxide

Iridi (IV) ôxit, IrO2, là một ôxít đặc trưng của iridi.Được sử dụng với những ôxit hiếm khác trong việc phủ một lớp bề mặt cho điện cực anode trong quá trình điện phân với nguy mô công nghiệp.
Nó có thể được điều chế bởi sự ôxi hóa iridi rắn dạng bột màu đen mịn.

Iridi (III) clorua (IrCl3) :
Iridium(III) chloride

Iridi triclorua

Tính chất tổng quát
Công thức phân tử
IrCl3
Phân tử khối
298.58 g/mol (khan)
Hình dạng
Chất rắn màu xanh lá đậm
Mật độ
5.30 g/cm3, rắn
Điểm nóng chảy
763 °C (phân hủy)
Tính tan
Tan

Những hợp chất liên quan
Những anion khác
Iridium(III) fluoride
Iridium(III) bromide
Iridium(III) iodide
Những cation khác
Rhodium(III) chloride
Những hợp chất có liên quan
Osmium(III) chloride
Platinum(II) chloride
Iridi (III) clorua là hợp chất vô cơ với công thức phân tử IrCl3. Chất này tương đối hiếm, nhưng dạng IrCl3 ngậm nước thì thường được sử dụng để điều chế các hợp chất của iridi khác . Muối IrCl3 khan là chất rắn dạng tinh thể màu xanh đậm. IrCl3(H2O)3 là chất dạng trihydrat khá phổ biến.
Điều chế :
Iridi được tách ra từ những kim loại nhóm platin như crystalline ammonium hexachloroiridate(IV), (NH4)2[IrCl6], nó có thể bị khử bởi dòng khí hydro thành iridium kim loại. Bọt Ir phản ứng với clo ở 300-400 °C để tạo thành iridi (III) clorua. IrCl3 có cấu trúc tương tự nhôm clorua.
Dạng ngậm nước (hydrate) của IrCl3 thu được bằng cách gia nhiệt iridi (III) oxit với axít HCl.
Sử dụng:
Iridi (III) clorua ngậm nước được sử dụng trong phòng thí nghiệm để điều chế ra những hợp chất iridi khác như phức Vaska's, trans-[IrCl(CO)(PPh3)2]. Những phức của Irdi với anken như dimeric {Ir(COD)Cl}2 và {Ir(cycloctene)2Cl}2 cũng có thể được điều chế bằng cách gia nhiệt trichloride (Cl­­3­-) với anken thích hợp trong hỗn hợp nước/alcol. Trong công nghiệp, hầu hết những phức của iridi thì được sinh ra từ H2IrCl6 hoặc (NH4)2IrCl6.
An toàn
Iridi clorua (III) là chất kích thích mắt, hệ hô hấp và da. Nó được liệt kê trong hàng tồn kho của các chất độc hại Control Act (TSCA).
Iridi (IV) florua

Tính chất chung
Công thức phân tử
IrF4
Phân tử khối
268.2109 g/mol
Hình dạng
Chất rắn màu nâu đậm
Hợp chất có liên quan
Những anion khác
iridium dioxide
Những cation khác
sodium fluoride, potassium fluoride, cesium fluoride, calcium fluoride
Hợp chất liên hệ
iridium(V) fluoride
Iridi (IV) florua là một hợp chất hóa học của iridi và flo có công thức phân tử IrF4 và là chất rắn màu nâu đậm. IrF4 được điều chế bằng cách khử IrF5 với iridi đen hoặc với H2 trong dung dịch nước HF.
Iridi (V) florua
Tính chất chung
Công thức phân tử
IrF5
Phaân tử khối
287.209 g/mol
Hình dạng
Chất rắn màu vàng
DĐiểm nóng chảy
104.5°C
Hợp chất có liên quan
Những cation khác
rhodium(V) fluoride, osmium pentafluoride, platinum(V) fluoride
Hợp chất có liên quan
iridium(IV) fluoride, iridium hexafluoride

Iridi (V) florua, IrF5, được miêu tả đầu tiên bởi Neil Bartlett vào năm 1965. là một chất rắn có nhiệt độ nóng chảy thấp màu vàng khá họat động. Nó được điều chế bởi sự phân hủy có kiểm soát IrF6 hoặc sự khử IrF6 với bột silic hoặc H2 trong HF khan.

Iridi (VI) florua
Iridium(VI) fluoride


Tên IUPAC
iridium(VI) fluoride
Tên gọi khác
iridi hexaflorua
Tính chất chung
Công thức phân tử
IrF6
Phân tử khối
306.2
Hình dạng
Chất rắn màu vàng
Mật độ
5.11 g cm−1 (−140 °C)
Điểm nóng chảy
44 °C
Tính tan
53 °C
Công thức phân tử
Tan trong HF
Hợp chất liên quan
Những cation khác
rhodium(VI) fluoride, osmium hexafluoride, platinum hexafluoride
Hợp chất có liên quan
iridium(V) fluoride

Iridi (VI) florua là một rắn màu vàng phản ứng mạnh, với một cấu trúc phân tử bát diện (độ dài liên kết Ir-F là 183,3 pm). Đây là một vài hợp chất của iridi với trạng thái ôxi hóa cao nhất của nó, +6. Nó được hình thành trực tiếp tại 300 ° C từ nguyên tố iridi và flo, nhưng nó không ổn định nhiệt và phải được đông lạnh trong hỗn hợp phản ứng khí để tránh sự phân ly..


IV) Đồng vị:
Iridi có hai đồng vị tự nhiên, đồng vị ổn định, 191Ir và 193Ir, chiếm 37,3% và 62,7% trong tự nhiên. Có ít nhất 34 đồng vị phóng xạ cũng đã được tổng hợp, khác nhau về số khối lượng 164 đến 199. 192Ir là các đồng vị phóng xạ ổn định nhất, với một chu kỳ bán rã 73,827 ngày; và có ứng dụng trong chụp X quang công nghiệp, đặc biệt là để thử nghiệm không phá hủy các mối hàn bằng thép trong các ngành công nghiệp dầu khí; iridium-192 là nguồn gây ra một số vụ tai nạn phóng xạ. Ba đồng vị khác có chu kỳ bán rã là ít nhất nửa ngày 188Ir, 189Ir, 190Ir. Đồng vị với khối lượng dưới 191 phân rã bởi sự kết hợp phân rã β+, α và phóng thích proton. Ngoại lệ với 189Ir, trong đó phân rã bởi chùm điện tử, và 190Ir trong đó phân rã bằng bức xạ positron. Tổng hợp các chất đồng vị nặng hơn 191 phân rã theo phân rã β-, mặc dù 192Ir cũng có một con đường phân rã chùm điện tử nhỏ. Tất cả các đồng vị đã biết của iridi được phát hiện giữa năm 1934 và năm 2001; gần đây nhất là 171Ir.
Ít nhất 32 đồng phân siêu bền đã được tìm thấy, ​​khác nhau về khối lượng 164-197. Ổn định nhất trong số này là 1922Ir, trong đó phân hủy bởi quá trình chuyển đổi đồng phân với một chu kỳ bán rã 241 năm, làm cho nó ổn định hơn so với bất kỳ của các đồng vị tổng hợp của iridi trong đất. Các đồng phân ít ổn định nhất là 1903Ir với một chu kỳ bán rã chỉ có 2 μs. Đồng vị 191Ir là nguyên tố đầu tiên được tìm ra bởi Mössbauer. Nó hữu ích cho học thuyết quang phổ học của Mössbauer trong việc nghiên cứu vật lý, hóa học, hóa sinh, luyện kim, và khoáng vật.
V) Ứng dụng:
Iridi được sử dụng như một thành phần của các hợp kim dùng cho các cặp nhiệt điện; nồi nấu kim loại, hoặc các điện cực cho các buji động cơ máy bay.
Hợp kim bạch kim - iridi: các công tắc điện; đồ trang sức; kim khâu dưới da
Hợp kim rodi - iridi: cặp nhiệt điện
Hợp kim iridi - osimi: đầu bút
Hợp kim iridi - vonfram: dây tóc nhiệt độ cao
Iridi cũng có nhiều ứng dụng trong y học.
Các đồng vị phóng xạ iridium-192 là một trong hai nguồn quan trọng nhất của năng lượng để sử dụng trong chụp X quang công nghiệp-γ để thử nghiệm sự không phá hủy của kim loại.
Đồng vị 192Ir được sử dụng như một nguồn bức xạ gamma để điều trị ung thư bằng cách sử dụng brachytheraphy, một hình thức xạ trị, nơi một nguồn phóng xạ kín được đặt bên trong hoặc bên cạnh các khu vực cần điều trị. phương pháp điều trị cụ thể bao gồm brachytheraphy liều cao tốc tuyến tiền liệt, brachytheraphy ống bilary, và brachytheraphy intracavitary cổ tử cung.
VI) Chú ý:
Iridi ở dạng khối kim loại không có vai trò sinh học quan trọng hoặc nguy hiểm đối với sức khỏe do nó không phản ứng với các tế bào; chỉ có khoảng 20 ppt (một phần tỉ) iridi có mặt trong tế bào. Tuy nhiên, bột iridi mịn có thể nguy hiểm khi tiếp xúc, vì nó là một chất kích thích và có thể cháy trong không khí. Có rất ít thông tin về độc tính của các hợp chất iridi do chúng được sử dụng với số lượng rất nhỏ, nhưng các muối hòa tan như iridi halua, có thể nguy hiểm do các nguyên tố khác trong hợp chất hơn là do iridi. Hầu hết các hợp chất iridi không hòa tan nên nó khó hấp thụ vào trong cơ thể.
Đồng vị phóng xạ của iridi, 192Ir thì nguy hiểu giống như các đồng vị phóng xạ khác. Tổn thương được thông báo duy nhất liên quan đến việc tiếp xúc iridi 192Ir là loại được dùng trong liệu pháp tia phóng xạ để gần. Bức xạ gama năng lượng cao của 192Ir có thể làm tăng nguy cơ gây ung thư. Tiếp xúc bên ngoài có thể gây bỏng, nhiễm độc phóng xạ, và chết. Ăn 192Ir vào có thể đốt cháy lớp lót dạ dày và ruột.[13] 192Ir, 192mIr, và 194mIr có xu hướng tích tụ trong gan, và có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe do bức xạ beta và gamma.
NGUỒN: Wikipedia.com