Tabla de Contenidos
Думата „осмий“ едва ли ще е първата дума, която идва на ум, когато се събудите след добър сън. И това е, че осмият (Os) е доста рядък, да, но има специални свойства, които го правят очарователен елемент. Като начало кажете, че осмият произлиза от гръцката дума osme , „мирис“. В края на статията ще разберем защо. Той е в центъра на периодичната таблица и има някои много странни съседи, дотолкова, че някои от тях всъщност не съществуват в природата и са произведени изкуствено в лабораторията (затова се наричат “синтетични елементи“) . Но има и ценни съседи, с много добра преса и наистина възхитителни: паладий, сребро, платина и злато. Osmium не остава по-назад.
Следователно осмият е колкото рядък, толкова и ценен. Всъщност той е толкова рядък, че е най-малко разпространеният елемент в земната кора. За всеки грам осмий има 307 333 333 грама кислород; но кислородът, о, заради многото му приятели, които му дължат толкова много, играе в полза, защото е най-разпространеният елемент.
Освен това осмият е най-плътният от всички метални елементи и като цяло от всички елементи. Плътността му от 22,6 g/ml го прави 22,6 пъти по-тежък от водата, както се очаква. Плътността на металите варира значително: най-леките са в горната част на периодичната таблица, а най-тежките в дъното. Ето няколко примера (в грамове/мл):
- литий 0,53
- натрий 0,97
- Калий 0,89
- Желязо 7.9
- Олово 11.3
- Меркурий 13.5
- Злато 19.3
плътност на осмий
Плътността на даден елемент е свързана с броя на атомите на този елемент, които могат да бъдат поставени в даден обем, а също и с теглото на ядрата на този елемент. Следователно, колкото по-малък е атомният радиус на атома и колкото по-голям е атомният номер на ядрото, толкова по-висока е плътността на елемента.
Малкият атомен радиус на осмия води до тясно разделение между неговите атоми. Това малко атомно разделяне, заедно с относително високото атомно число на осмия, обяснява неговата висока плътност.
Размерът на атомния радиус може да се дължи на следните фактори, всички от които са квантови по природа:
- f-орбиталите са много дифузни и следователно водят до лошо филтриране на най-външните електрони. В случая на осмий (чиято външна атомна структура е: 4f 14 5d 6 6s 2 ), лошото екраниране на неговите 4f орбитали води до свиване на n=5 и n=6 орбитали.
- Поради високия атомен номер на осмия, релативистичните ефекти влизат в действие. По принцип, в случай на тежки ядра, или по-скоро плътни, електроните, за да останат стабилни в своята орбита, трябва да се движат с релативистични скорости (релативистичната скорост е тази, която представлява значителен процент от скоростта на светлината). При такива обстоятелства масата на тези релативистични електрони се увеличава и радиусът на s орбиталата намалява (радиусът на p орбиталата също намалява, но в по-малка степен).
- Орбиталното свиване, причинено от тези два ефекта, води до много по-малък атомен радиус, отколкото би се очаквало за осмий. В резултат на това връзките метал-метал са къси. Това се отразява в малкия обем на елементарната клетка на металните връзки на осмия (27,96 кубични ангстрьома). За сравнение, обемът на единичната клетка от олово е 121,3 кубични ангстрьома. Следователно, много повече осмиеви атоми могат да бъдат опаковани в даден обем, отколкото атоми на други елементи.
- Относително високият атомен номер на осмий, съчетан с неговия малък атомен радиус, както е обяснено по-горе, води до високата плътност на осмия.
За какво се използва осмият?
Поради своята химическа стабилност, издръжливост и твърдост, осмият се използва за направата на електрически контакти, стилуси за фонографи, писалки и бижута. Но нещата се променят драстично, когато се комбинират с четири кислородни атома: получавате напълно различен вид химически звяр, осмиев тетроксид, който освен че е много опасен за вашето здраве при вдишване, има до 50 нюанса на обонятелна отвращение. С други думи, оставя ви на тъмно и на всичкото отгоре мирише ужасно, много по-лошо, отколкото можем да си представим. Въпреки това, някои органични химици, също повече, отколкото можем да си представим, го използват за изключително егоистична причина: да превърнат алкен (въглеводород с една двойна връзка въглерод-въглерод) в диол (въглеводород с две алкохолни групи, т.е.! , OH )!. И вече се знае:
