Перейти до основного вмісту
Вся хімія

245. Общая характеристика платиновых металлов

Николай Глинка - Общая химия

Платиновые металлы

Под общим названием платиновых металлов объединяются элементы второй и третьей триад восьмой группы периодической системы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина. Эти элементы образуют группу довольно редких металлов, по своим свойствам сходных друг с другом, так что разделение их представляет значительные трудности.

В природе платиновые металлы встречаются почти исключительно в самородном состоянии, обычно все вместе, но никогда не встречаются в железных рудах.

Будучи сильно распылены по различным горным породам, платиновые металлы стали известны человечеству сравнительно недавно. Раньше других, в 1750 г., было установлено существование платины. Затем, в начале XIX века были открыты палладий, родий, осмий и иридий. Последний платиновый металл — рутений — был открыт только в 1844 г. профессором Казанского университета К. К. Клаусом, назвавшим его в честь нашей страны (Ruthenia — Россия).

Некоторые свойства платиновых металлов приведены в табл. 40.

Таблица 40. Некоторые свойства платиновых металлов

RuRhPdOsIrPt
Радиус атома, нм0,1340,1340,1370,1350,1350,138
Энергия ионизации Э → Э+, эВ7,377,468,348,59,18,9
Энергия ионизации Э+ → Э2+, эВ16,518,119,4171718,6
Радиус иона Э2+, нм0,085. . .0,088. . .. . .0,090
Стандартная энтальпия атомизации металла при 25 °C, кДж на 1 моль атомов657556372790669566
Плотность, г/см312,412,412,022,522,421,5
Температура плавления, °C225019601554303024501769
Температура кипения, °C420037002940500044003800

Платиновые металлы малоактивны и весьма стойки к химическим воздействиям. Некоторые из них не растворяются не только в кислотах, но и в царской водке.

Рутений, родий, осмий и иридий тугоплавки. Несмотря на малую доступность и дороговизну, эти металлы, наряду с платиной, имеют разностороннее, год от года возрастающее техническое применение.

Хотя платиновые металлы могут проявлять в соединениях различные степени окисленности, но особенно типичны для них соединения, в которых их степень окисленности равна +4. Для осмия и рутения характерны также соединения со степенью окисленности этих элементов +8.

Оксид осмия (VIII), или тетраоксид осмия, OsO4 — наиболее стойкий из оксидов этого элемента. Он медленно образуется уже при хранении осмия на воздухе и представляет собой легкоплавкие (темп. плавл. 41 °C) кристаллы бледно-желтого цвета. Пары OsO4 обладают резким запахом и весьма ядовиты.

Тетраоксид осмия довольно хорошо растворяется в воде, причем раствор его не дает кислой реакции на лакмус. Однако, как это впервые было установлено Л. А. Чугаевым (1918 г.), с сильными щелочами OsO4 образует непрочные комплексные соединения.

Обладая резко выраженными окислительными свойствами, OsO4 энергично реагирует с органическими веществами, восстанавливаясь при этом до черного диоксида осмия OsO2. На этом основано применение OsO4 для окрашивания микроскопических препаратов.

Оксид рутения(VIII), или тетраоксид рутения, RuO4 — твердые кристаллы золотисто-желтого цвета, плавящиеся при 25,4 °C и растворимые в воде. Тетраоксид рутения значительно менее устойчив, чем OsO4, и при температуре около 108 °C (ниже температуры кипения) разлагается со взрывом на RuO2 и кислород.

Фторид осмия(VIII), или октафторид осмия, OsF8 получается путем прямого соединения осмия с фтором при 250 °C в виде бесцветных паров, сгущающихся при охлаждении в лимонно-желтые кристаллы с температурой плавления — 34,4 °C.

Октафторид осмия проявляет резко выраженные окислительные свойства. Водой он постепенно разлагается на тетраоксид осмия и фтористый водород:

OsF8 + 4H2O = OsO4 + 8HF

Все платиновые металлы проявляют ярко выраженную склонность к комплексообразованию.