Ռոդիում

Ռոդիում (լատին․՝ Rhodium), քիմիական տարր է, որի նշանն է Rh , տարրերի պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության տարր, ավանդականորեն տեղավորում են 8-րդ խմբում։ Կարգահամարը՝ 45, ատոմական զանգվածը՝ 102,9055։

45 Ռութենիում ← Ռոդիում → Պալադիում Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 45Rh
Արծաթափայլ պինդ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Ռոդիում / Rhodium (Rh), Rh, 45
Խումբ, պարբերություն, բլոկ	7, 5,
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	102,90550(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Kr] 4d8 5s1
Ատոմի շառավիղ	134 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	125 պմ
Իոնի շառավիղ	(+3e)68 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	2,28 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	0
Օքսիդացման աստիճաններ	5, 4, 3, 2, 1, 0
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	719,5 (7,46) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	2239 Կ
Եռման ջերմաստիճան	4000 Կ
Մոլյար ջերմունակություն	24,95[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	8,3 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	Խորանարդ, վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a=3,803
Դեբայի ջերմաստիճան	480 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 150 Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

45	Ռոդիում
Rh 102,906
4d85s1

Անցումային տարր է, պատկանում է պլատինային մետաղների շարքին։ d տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s²4p⁶4d⁸5s¹։ К, L, М թաղանթները լրացված են։ Ռոդիումը սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է։

Պատմություն

Ռոդիումը հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ու․ Վոլլաստոնը^[3] (1703), բնածին պլատինում^[4][5][6] և անվանել ըստ նրա աղերի վարդագույն կարմիր գույնի (հին հունարեն՝ ῥόδον - վարդ)։

Բնության մեջ

Ռոդիումը հազվագյուտ և ցրված տարր է, պարունակությունը երկրակեղևում՝ 1-10⁻⁷% (ըստ զանգվածի)։ Իզոմորֆ խառնուրդի ձևով հանդիպում է բնածին պլատինում, օսմիումական իրիդիումում (մինչև 3,3 %), պղինձ-նիկելային հանքանյութերում։ Հազվադեպ հանդիպող ռոդիումական նևյանսկիտ միներալը պարունակում է մինչև 11,3 % Rh:

Հանքավայրեր

Ամեն տարի աշխարհում արտադրում է ավելի քան 30 տոննա ռոդիում։ Հանքավայրերը գտնվում են ԱՄՆ-ի, Կանադայի, Կոլումբիայի, Ռուսաստանի տարածքներում^[7]։

Ստացում

Իզոտոպ	Կյանքի տևողություն
101Rh	3,3 տարի
102Rh	207 օր
102mRh	2,9 տարի
99Rh	16,1 օր

Ռոդիումի ստացման հիմնական աղբյուրը պլատինի աֆինաժի կիսապրոդուկտներն են․ արքայաջրում չլուծվող մնացորդը միահալում են H₂SO₄-ի հետ և տեղափոխում լուծույթ, որտեղից ռոդիումը անջատում են եռամինաքլորիդի՝ [Rh(NH₃)₃]Cl₃ կամ կալիումի քլորռոդիմատի՝ K₃[RhCl₆] ձևով և վերականգնում են ջրածնի հոսանքում (900 °C)։

${\displaystyle \mathrm {2\ {(NH_{4})}_{3}{[RhCl_{6}]+3\ H_{2}}\longrightarrow } }$

${\displaystyle \mathrm {2\ Rh+6\ NH_{4}^{+}+6\ Cl^{-}+6\ HCl} }$

Ստացվում է 99,85-99,96 % Rh պարունակող փոշի, որը հալում են վակումում կամ արգոնի մթնոլորտում, բարձր հաճախական կամ աղեղային վառարանում։

Ֆիզիկական հատկություններ

Միացություններում ռադոնի օքսիդացման աստիճանը
+0	Rh 4(CO) 12
+1	RhCl(PH 3) 2
+2	Rh 2(O 2CCH 3) 4
+3	RhCl 3, Rh 2O 3
+4	RhF 4, RhO 2
+5	RhF 5, Sr 3LiRhO 6
+6	RhF 6

Ռոդիումը սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 1960 °C, եռմանը՝ 4500 °C, խտությունը՝ 12420 կգ/մ³։ 800 °C-ից բարձր տաքացնելիս կարելի է ձգել ռոդիումի լարեր (1 մմ) և գլանել թերթեր։ Քիմիական միացություններում ցուցաբերում է +3, հազվադեպ՝ +1, +2, +4 և +6 օքսիդացման աստիճաններ^[8]։

Քիմիապես պասսիվ է․ ձուլածո ռոդիումը չի լուծվում ալկալիներում, թթուներում և արքայաջրում։ Դասվում է ազնիվ մետաղների շարքը։ Սովորական ջերմաստիճաններում օդում չի օքսիդանում, փայլը չի կորցնում անգամ ծծմբաջրածնի միջավայրում։

Իզոտոպներ

Բնական ռոդիումը բաղկացած է միայն ¹⁰³Rh կայուն իզոտոպից։ Ստացվել են 96-110 զանգվածային թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպները։ Ռոդիումը զգալի քանակներով առաջանում է ուրանի և պլուտոնիումի քայքայման հետևանքով միջուկային ռեակտորներում^[9][10][11]։

Քիմիական հատկություններ

Օդում դանդաղ օքսիդանում է 600 °C-ից բարձր տաքացնելիս և պատվում օքսիդի՝ Rh₂O₃ շերտով։

${\displaystyle {\mathsf {4Rh+3O_{2}\rightarrow 2Rh_{2}O_{3}}}}$

Ռոդիումի (III) օքսիդը սև մոխրագույն փոշի է, լուծվում է թթուներում՝ առաջացնելով ռոդիումի (III) աղեր։

${\displaystyle {\mathsf {Rh_{2}O_{3}+12HCl\rightarrow 2H_{3}[RhCl_{6}]+3H_{2}O}}}$

Լուծույթին ալկալի ավելացնելիս անջատվում է կիտրոնադեղին անլուծելի հիդրատը՝ Rh₂O₃•5H₂O։

${\displaystyle {\mathsf {2Rh+6KHSO_{4}\rightarrow 2K_{3}[Rh(SO_{4})_{3}]+3H_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2Rh+3BaO_{2}\rightarrow Rh_{2}O_{3}+3BaO}}}$

Տաքացնելիս (> 1100 °C) Rh₂O₃-ը քայքայվում է։ Բարձր ջերմաստիճաններում ռոդիումը միանում է հալոգենների (X), ծծմբի, ֆոսֆորի հետ, առաջանում են RhX₃, փոփոխական բաղադրության սուլֆիդներ, ֆոսֆիդներ։

${\displaystyle {\mathsf {2Rh+6NaCl+Cl_{2}\rightarrow 2Na_{3}[RhCl_{6}]}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2RhF_{6}+3Cl_{2}\rightarrow 2RhF_{3}+6ClF}}}$

Ռոդիումը չի միանում ջրածնի (փոշին ադսորբում է), ազոտի, ածխածնի հետ։ Մետաղների հետ առաջացնում է համաձուլվածքներ և ներմետաղական միացություններ (RhBi₄, RhPb₂ և այլն)։

${\displaystyle {\mathsf {2Na_{3}[RhCl_{6}]+3NaOH\rightarrow Rh(OH)_{3}\downarrow +6NaCl}}}$

Համաձուլվածքները Zn, Pb, Bi լուծվում են արքայաջրում, ռոդիումի փոշին՝ նաև տաք ու խիտ H₂SO₄-ում։ Ռոդիումին հատուկ է կայուն կոմպլեքսային միացություններ առաջացնելը։

• 
• 
• 
• 

Կիրառություն

Ռոդիումը օգտագործում են որպես կատալիզատոր (օրգանական միացությունների հիդրում), վոլֆրամի և մոլիբդենի զոդանյութ, նաև մետաղները ռոդիումապատելոլ համար ստացվում են մաշակայուն, կոռոզիա կայուն, չխամրող և լույսը լավ անդրադարձնող ծածկույթներ (լուսարձակներ, տեխնիկական հայելիներ)։

Ռոդիումի համաձուլվածքները պլատինի հետ օգտագործվում են ապակու հալման և քիմիական անոթներ, ապակե և վիսկոզի մանրաթելեր ձգելու, ջերմազույգեր, ոսկերչական իրեր պատրաստելու համար և որպես կատալիզատոր (ամոնիակի օքսիդացում և այլն)։

Տես նաև

• Պլատինային մետաղներ
• Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ

1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
2. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 270. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
3. Wollaston, W. H. (1804). «On a New Metal, Found in Crude Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 94: 419–430. doi:10.1098/rstl.1804.0019.
4. Griffith, W. P. (2003). «Rhodium and Palladium – Events Surrounding Its Discovery». Platinum Metals Review. 47 (4): 175–183. Արխիվացված է օրիգինալից 2013 թ․ ապրիլի 19-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.
5. Wollaston, W. H. (1805). «On the Discovery of Palladium; With Observations on Other Substances Found with Platina». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 95: 316–330. doi:10.1098/rstl.1805.0024.
6. Usselman, Melvyn (1978). «The Wollaston/Chenevix controversy over the elemental nature of palladium: A curious episode in the history of chemistry». Annals of Science. 35 (6): 551–579. doi:10.1080/00033797800200431.
7. «Популярная библиотека химических элементов. Родий. Книги. Наука и техника». Արխիվացված է օրիգինալից 2007 թ․ սեպտեմբերի 30-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.
8. Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (91–100 ed.). Walter de Gruyter. էջեր 1056–1057. ISBN 3-11-007511-3.
9. Kolarik, Zdenek; Renard, Edouard V. (2005). «Potential Applications of Fission Platinoids in Industry» (PDF). Platinum Metals Review. 49 (2): 79. doi:10.1595/147106705X35263. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2015 թ․ սեպտեմբերի 24-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.
10. Kolarik, Zdenek; Renard, Edouard V. (2003). «Recovery of Value Fission Platinoids from Spent Nuclear Fuel. Part I PART I: General Considerations and Basic Chemistry» (PDF). Platinum Metals Review. 47 (2): 74–87. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2015 թ․ սեպտեմբերի 24-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.
11. Kolarik, Zdenek; Renard, Edouard V. (2003). «Recovery of Value Fission Platinoids from Spent Nuclear Fuel. Part II: Separation Process» (PDF). Platinum Metals Review. 47 (2): 123–131. Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2015 թ․ սեպտեմբերի 24-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.

Արտաքին հղումներ

• Ռոդիումը Webelements-ում
• Ռոդիումը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում Արխիվացված 2007-09-30 Wayback Machine
• Rhodium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Current Rhodium price Արխիվացված 2016-01-13 Wayback Machine
• Rhodium Technical and Safety Data Արխիվացված 2007-10-11 Wayback Machine
• CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards