Właściwości chemiczne osmu (25 faktów, które powinieneś wiedzieć)

Os lub Osm to metal przejściowy elementu bloku d mającego częściowo wypełniony orbital 3d. Wyjaśnijmy szczegółowo osmium.

Osm jest cięższym metalem przejściowym serii 5d i występuje w tej samej grupie żelaza. Osm jest metalem twardym i kruchym z natury. Ma niebieskawo-biały kolor, który jest klasyfikowany jako grupa platynowa, ponieważ występuje w bardzo śladowych ilościach w postaci stopu. Os jest również używany jako dobry środek utleniający.

Podobnie jak proszek palladowy, Os może łatwo wchłonąć gazowy wodór na swojej powierzchni, dzięki czemu może łatwo uczestniczyć w reakcji uwodornienia. Teraz omówimy podstawowe właściwości chemiczne osmu z odpowiednim wyjaśnieniem w tym artykule.

1. Symbol osmu

Symbole są używane do wyrażania pierwiastka za pomocą jednej lub dwóch liter alfabetu angielskiego lub łacińskiego nazwy chemicznej. Przewidujmy atomowy symbol Osmu.

„Os” to atomowy symbol osmu, ponieważ nazwa pierwiastka zaczyna się na literę O w alfabecie angielskim. Ale ponieważ litera O jest już zajęta dla grupy 16^th Pierwiastek tlenu, używamy dwóch pierwszych liter Osmium, czyli „Os” zamiast pierwszej litery, aby odróżnić pierwiastek.

2. Grupa osmowa w układzie okresowym

Pionowe linie lub kolumny okresowy określane są jako grupa układu okresowego. Przewidujmy grupę osmu w układzie okresowym.

Os należy do grupy 8 w układzie okresowym, ponieważ znajduje się w 8^th pionowe szeregi układu okresowego pierwiastków według liczby atomowej Mendelejewa.

3. Okres osmowy w układzie okresowym

Pozioma linia lub wiersz układu okresowego, w którym każdy pierwiastek jest umieszczony według swojej ostatniej zasady liczby kwantowej, nazywa się okresem. Przewidujmy okres osmu.

Os jest umieszczony w 6^th okres, ponieważ zawiera ponad 54 elektrony, które są umieszczone w piątym okresie. Dlatego pozostałe elektrony znajdują się w szóstym okresie układu okresowego. Jest umieszczony obok serii lantanowców.

4. Blok osmu w układzie okresowym

Orbital, w którym obecne są elektrony walencyjne pierwiastka, nazywany jest blokiem układu okresowego. Przewidujmy blok osmu.

Osm należy do bloku d, ponieważ elektrony walencyjne są obecne na jego orbicie d. Zawiera orbitale s, p, d i f, ale najbardziej zewnętrzny orbital Os to d ze względu na 5 zasad liczby kwantowej.

5. Liczba atomowa osmu

Wartość Z, znana jako Liczba atomowa, to całkowita liczba elektronów. Znajdźmy liczbę atomową osmu.

Liczba atomowa osmu wynosi 76, co oznacza, że ​​ma 76 elektronów i protonów, ponieważ liczba protonów jest zawsze równa liczbie elektronów. Z tego powodu stają się neutralne dzięki neutralizacji równych i przeciwstawnych ładunków.

6. Masa atomowa osmu

Masę elementu nazywamy masą, która jest mierzona w odniesieniu do pewnej wartości wzorcowej. Obliczmy masę atomową osmu.

Masa atomowa osmu wynosi 190 w skali 12C, co oznacza, że ​​masa atomowa osmu wynosi 190/12^th część. Ale rzeczywista wartość wynosi 190.23, co jest średnią wartością różnych izotopów osmu.

7. Elektroujemność osmu według Paulinga

Elektroujemność Paulinga to moc przyciągania dowolnego innego pierwiastka dla tego konkretnego atomu. Przewidujmy elektroujemność osmu.

Elektroujemność Paulinga wynosi 2.2 dla Os, co oznacza, że ​​jest zbliżona do elektroujemnej i mniej elektrododatnia, ponieważ jej wartość jest większa niż 1. Ma więc wyższą zdolność przyciągania dowolnego innego pierwiastka, jak inne pierwiastki przejściowe, i tworzenia silnie naładowanych kationów.

8. Gęstość atomowa osmu

Liczba atomów obecnych na jednostkę objętości nazywana jest gęstością atomową danego pierwiastka. Obliczmy gęstość atomową osmu.

Gęstość atomowa osmu wynosi 22.5872 g/cm³ co oznacza, że ​​masa atomów na jednostkę objętości Os jest obliczona na 22.58. Masa atomowa jest podzielona przez standardową wartość objętości pierwiastka przez wartość Avagardo 22.4 L w STP.

• Gęstość atomowa = masa atomowa / objętość atomowa
• Masa atomowa lub waga atomu osmu wynosi 44.95 g, co zostało ustalone
• Objętość cząsteczki osmu wynosi 22.4 litra w STP zgodnie z obliczeniami Avogardo 
• Tak więc gęstość atomowa osmu wynosi 190.23/(8.42) = 22.58 g/cm³

9. Temperatura topnienia osmu

Zmiana stanu ciekłego ze stanu stałego w określonej temperaturze nazywana jest temperaturą topnienia pierwiastka. Znajdźmy temperaturę topnienia osmu.

Temperatura topnienia osmu wynosi 3033⁰ Temperatura C lub 3306 K, ponieważ Os ma sześciokątną, gęsto upakowaną sieć w postaci kryształu, gdy istnieje w stanie stałym i potrzebuje większej energii, aby rozbić ten kryształ.

10. Temperatura wrzenia osmu

Temperatura wrzenia to punkt, w którym ciśnienie pary elementu staje się równe jego ciśnieniu atmosferycznemu. Znajdźmy temperaturę wrzenia osmu.

Temperatura wrzenia osmu wynosi 5027⁰ C lub 5300 K, ponieważ ma wyższą temperaturę topnienia, więc potrzebuje więcej energii niż temperatura topnienia do wrzenia.

11. Promień Osmu Van der Waalsa

Promień Van der Waala to odległość między środkami dwóch połączonych ze sobą sfer atomowych. Znajdźmy promień osmu van der Waala.

Promień Os Van der Waala wynosi 200 pm, ponieważ zawiera orbitale 5d i 4f. Ma również efekt ekranowania na jądrze do najbardziej zewnętrznych elektronów, a promień zmniejszy się, ponieważ orbitale 5d i 4f podlegają słabemu efektowi ekranowania.

• Promień Van der Waala jest obliczany za pomocą wzoru matematycznego uwzględniającego odległość między dwoma atomami, gdzie atomy mają kształt kulisty.
• Promień Van der Waala to R_v =d_AA / 2
• Gdzie R_V oznacza promień Van Waala cząsteczki o kulistym kształcie
• d_AA to odległość między dwiema sąsiednimi sferami cząsteczki atomowej lub suma promienia dwóch atomów

12. Promień jonów osmu

Suma kationów i anionów nazywa się promień jonowy elementu. Znajdźmy promień jonowy osmu.

Promień jonowy Os wynosi 200 pm, czyli tyle samo, co promień van der Waala, ponieważ w formie jonowej ma taką samą wartość jonową.

13. Izotopy osmu

Pierwiastki mające tę samą liczbę elektronów, ale różne liczby masowe nazywane są izotopami pierwiastka pierwotnego. Omówmy izotopy osmu.

Osm ma 46 izotopów w oparciu o ich liczby neutronów, które są wymienione poniżej:

• ¹⁶¹Os
• ¹⁶²Os
• ¹⁶³Os
• ¹⁶⁴Os
• ¹⁶⁵Os
• ¹⁶⁶Os
• ¹⁶⁷Os
• ¹⁶⁸Os
• ¹⁶⁹Os
• ¹⁷⁰Os
• ¹⁷¹Os
• ¹⁷²Os
• ¹⁷³Os
• ¹⁷³Os
• ¹⁷⁴Os
• ¹⁷⁵Os
• ¹⁷⁶Os
• ¹⁷⁷Os
• ¹⁷⁸Os
• ¹⁷⁹Os
• ¹⁸⁰Os
• ¹⁸¹Os
• ^181m1Os
• ^181m2Os
• ¹⁸²Os
• ¹⁸³Os
• ^183mOs
• ¹⁸⁴Os
• ^185m1Os
• ^185m2Os
• ¹⁸⁶Os
• ¹⁸⁷Os
• ¹⁸⁸Os
• ¹⁸⁹Os
• ^189mOs
• ¹⁹⁰Os
• ^190m1Os
• ¹⁹¹Os
• ^191m1Os
• ¹⁹²Os
• ^192mOs
• ¹⁹³Os
• ¹⁹⁴Os
• ¹⁹⁵Os
• ¹⁹⁶Os
• ¹⁹⁷Os

Izotopy stabilne są omówione w poniższej sekcji wśród 46 izotopów osmu:

Tylko 11 izotopów jest stabilnych w Os spośród wszystkich izotopów, więc emitują również wszelkie cząstki radioaktywne. ¹⁸³Os,¹⁹¹Os,¹⁹³Os i ¹⁹⁴Os to jedyny syntetycznie wytworzony izotop osmu spośród wszystkich, a reszta jest pozyskiwana w sposób naturalny.

14. Elektroniczna powłoka osmowa

Powłoka otaczająca jądro według głównej liczby kwantowej i trzymająca elektrony nazywana jest powłoką elektronową. Omówmy elektroniczną powłokę Osmium.

Rozkład powłoki elektronowej osmu wynosi 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 6, ponieważ ma on orbitale s, p, d i f wokół jądra. Ponieważ ma więcej niż 72 elektrony i aby ułożyć 76 elektronów, potrzebuje orbitali 1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,5s,5p,5d,4f,6s.

15. Konfiguracje elektronów osmu

Zgodnie z regułą Hunda elektrony są rozprowadzane na odpowiednich orbitali, które są znane jako konfiguracja elektroniczna. Omówmy elektroniczną konfigurację Osmium.

Konfiguracja elektroniczna Os to 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 3d¹⁰4s²4p⁶5s²5p⁶4d¹⁴6s²4f¹⁴5d⁶ zgodnie z regułą Hunda i zasadą Aufbau, ponieważ ma 76 elektronów. Aby wypełnić wszystkie 76 elektronów, Os potrzebuje orbitali s, p, d i f mających 1^st, 2^nd, 3^{r & D,} 4^th,5^th i 6^th orbitale.

Ze względu na wymianę energii elektrony wchodzą najpierw na orbitę 6s, a następnie 5d.

16. Energia osmu pierwszej jonizacji

Pierwsza IE to energia wymagana do usunięcia elektronów z orbitalu walencyjnego jego stanu zerowego utlenienia. Przewidujmy pierwszą energię jonizacji osmu.

Pierwsza wartość jonizacji Os wynosi 840 KJ/mol, ponieważ elektron został usunięty z wypełnionego orbitalu 6s, a orbital 6s podlega relatywistycznemu skurczeniu. Tak więc energia potrzebna do usunięcia elektronu z 6s jest mniejsza niż na innych orbitach Os. Ponadto 6s ma słabszy efekt ekranowania.

W przypadku innych pierwiastków elektrony są usuwane z orbitali p, d lub f w zależności od ich konfiguracji elektronicznej i ostatniego orbitalu walencyjnego.

17. Energia osmu drugiej jonizacji

Drugi IE to energia wymagana do usunięcia jednego elektronu z dostępnego orbitalu o stopniu utlenienia +1. Zobaczmy drugą energię jonizacji osmu.

2^nd energia jonizacji Os wynosi 1600 KJ/mol, która wystąpiła z jego orbity 6s, gdzie pozostałe elektrony po 1^st jonizacja zostanie usunięta. Tak więc, gdy elektron jest usuwany ze stanu wzbudzonego, wymaga większej energii niż poprzedni.

Ogólnie rzecz biorąc, 2^nd energia jonizacji jest większa niż 1^st energia jonizacji, ponieważ powstaje z bardziej wzbudzonego stanu lub wewnętrznej orbity.

18. Energia osmu trzeciej jonizacji

Usunięcie trzecich elektronów z najbardziej zewnętrznego lub przedostatecznego orbity pierwiastka o stopniu utlenienia +2 jest trzecim IE. Przewidujmy 3^rd IE Osmu.

Trzecia energia jonizacji Os wynosi 2220 KJ/mol, ponieważ trzecia jonizacja zachodzi z częściowo wypełnionego orbitalu 5d. Z powodu słabego efektu ekranowania i energii wymiany wynoszącej 5d przyciąganie jądra do najbardziej zewnętrznego elektronu jest bardzo duże i wymaga większej ilości energii, aby usunąć elektrony.

W przypadku Os, po usunięciu trzeciego elektronu, zyskuje dodatkową stabilność dzięki częściowo wypełnionej konfiguracji 5d.

19. Stany utlenienia osmu

Podczas tworzenia wiązania ładunek pojawiający się na elemencie nazywany jest stanem utlenienia. Przewidujmy stopień utlenienia osmu.

Os wykazuje zmienne stany utlenienia od 0 do +8, ale najczęstszymi stanami utlenienia Os są +2,+4,+6 i +8, gdzie może tworzyć stabilne związki, takie jak OsO₄. Ze względu na obecność orbitali 4f, 5d i 6s może wykazywać różne stany utlenienia, aby uzyskać stabilność.

20. Numer CAS osmu

Numer CAS lub rejestracja CAS dla dowolnego elementu służy do identyfikacji elementu, który jest unikalny. Daj nam znać numer CAS Osmium.

Numer CAS osmu to 7440-04-2 który jest podawany przez serwis abstraktów chemicznych.

Numer CAS Os jest unikalny i nie pasuje do numeru CAS innego elementu.

21. Identyfikator pająka chemicznego Osmium

Chem Spider ID to konkretny numer dla danego pierwiastka nadany przez Królewskie Towarzystwo Naukowe w celu zidentyfikowania ich charakteru. Porozmawiajmy o tym dla Osmium.

22379 to identyfikator Chem Spider dla Osmium który jest podawany przez RSC (królewskie towarzystwo chemiczne). Używając tej liczby możemy ocenić wszystkie dane chemiczne związane z atomem osmu. Podobnie jak numer CAS, jest on również inny dla wszystkich elementów.

22. Formy alotropowe osmu

alotropy to pierwiastki lub cząsteczki o podobnych właściwościach chemicznych, ale różnych właściwościach fizycznych. Omówmy alotropową formę osmu.

Os nie ma postaci alotropowej jak inne metale przejściowe, ponieważ nie mogą wykazywać właściwości katenacji jak pierwiastki węglowe.

23. Klasyfikacja chemiczna osmu

W oparciu o reaktywność chemiczną i naturę pierwiastki są klasyfikowane do pewnej specjalnej klasy. Daj nam znać klasyfikację chemiczną osmu.

Osm dzieli się na następujące kategorie:

• Os jest cięższym elementem przejściowym
• Os jest środkiem utleniającym
• Os jest również klasyfikowany jako reaktywny na podstawie tendencji reakcji do karbonylku.
• Os jest bardziej kruchy i przenosi energię elektryczną zgodnie z przewodnością elektryczną.

24. Stan osmu w temperaturze pokojowej

Stan fizyczny danego atomu to stan, w którym pierwiastek może istnieć w temperaturze pokojowej i pod standardowym ciśnieniem. Przewidujmy stan Os w temperaturze pokojowej.

Osm istnieje w stanie stałym w temperaturze pokojowej, ponieważ ma sieć krystaliczną, którą przyjmuje w strukturze heksagonalnej, gdzie siła przyciągania van der Waala jest tak wysoka. Ponadto warstwy są nakładane jedna na drugą, dzięki czemu ma miękki charakter.

25. Czy osm jest paramagnetyczny?

Paramagnetyzm to tendencja namagnesowania w kierunku pola magnetycznego. Zobaczmy, czy Osm jest paramagnetyczny, czy nie.

Osm ma charakter paramagnetyczny ze względu na obecność czterech niesparowanych elektronów w walencyjnym lub zewnętrznym orbicie 5d, a wartość magnetyczna wyniesie 4.89 BM, co jest wartością magnetyczną tylko spinową. Ma molową wartość podatności magnetycznej +11×10^-6 cm³/mol.

Wnioski

Os jest 5d pierwiastkiem metalu przejściowego, ze względu na obecność czterech niesparowanych elektronów. W swojej geometrii podlega zniekształceniu Janna-Tellera. Może tworzyć wiele związków metaloorganicznych, a dzięki większej liczbie elektronów może wiązać się z miękką ligand który może być donorem sigma i akceptorem π, takim jak karbonyl.

Biswarup Chandra Dey

Cześć… Nazywam się Biswarup Chandra Dey i ukończyłem studia magisterskie z chemii na Uniwersytecie Centralnym w Pendżabie. Moją specjalizacją jest Chemia Nieorganiczna. Chemia to nie tylko czytanie linijka po linijce i zapamiętywanie, to koncepcja, którą można łatwo zrozumieć i tutaj dzielę się z Wami koncepcją chemii, której się uczę, bo warto się nią dzielić.