铱

周期系第Ⅷ族铂族元素。原子序数77。稳定同位素：191，193。原子量192.217。银白色金属。硬而脆。密度22.4。熔点2450℃。沸点约4500℃。硬度和熔点都比铂高。主要化合价+2、+4和+6。化学性质很稳定。不溶于酸，仅微溶于王水、氯水和熔融的碱是最耐腐蚀的金属。用于制科学仪器、热电偶、电阻线等。高硬度铱铂合金常用于制笔尖。国际标准米尺是用10%铱和90%铂的合金制成的。铱的金属互化物，如ZrIr2、ThIr2等皆为超导体。还可用作有机合成的催化剂。存在于铱锇矿中。可由铂金属的自然合金分出。

中文名称：铱

外文名称：iridium

原子量：192.22

元素类型：金属元素

元素符号：Ir

原子序数：77

发现人：台奈特

CAS号：7439-88-5

EINECS号：231-095-9

1、发现历史

铱的发现与铂以及其他铂系元素息息相关。古埃塞俄比亚人和南美洲各文化的人自古便有使用自然产生的铂金属，当中必定含有少量其他铂系元素，这也包括铱。17世纪西班牙征服者在今天的哥伦比亚乔科省发现了铂，并将其带到欧洲。然而直到1748年，科学家才发现它并不是任何已知金属的合金，而是一种全新的元素。

当时研究铂的化学家将它置于王水（盐酸和硝酸的混合物）当中，从而产生可溶盐。制成的溶液每次都留下少量深色的不可溶残留物。约瑟夫·普鲁斯特曾以为这一残留物是石墨。法国化学家维多·科莱-德科提尔（VictorCollet-Descotils）、福尔克拉伯爵安东万·弗朗索瓦（AntoineFrançois,comtedeFourcroy）和路易·尼古拉·沃克朗（LouisNicolasVauquelin）在1803年也同样观察到了这一黑色残留物，但因量太少而没有进行进一步实验。

史密森·特南特

1803年，英国化学家史密森·特南特分析了残留物，并推断其中必含新的金属元素。沃克朗把该粉末来回在酸碱中浸洗，取得了一种挥发性氧化物。他认为这是新元素的氧化物，并把新元素命名为“ptene”，源于希腊文的“πτηνος”（ptènos），即“有翼的”。特南特则拥有更大量的残留物，并在不久后辨认出两种新元素，也就是锇和铱。在一连串用到氢氧化钠和氢氯酸的反应之后，他制成了一种深红色晶体（很可能是Na2·nH2O）。铱的许多盐都有鲜艳的颜色，所以特南特取希腊神话中的彩虹女神伊里斯（Ἶρις，Iris）之名，把铱命名为“Iridium”。元素的发现被记录在1804年6月21日致皇家学院的一封信中。

1813年，英国化学家约翰·乔治·求尔德伦（JohnGeorgeChildren）首次熔化铱金属。1842年，罗伯特·海尔（RobertHare）首次取得高纯度铱金属。他量得的铱密度为21.8g/cm，并发现这一金属几乎不可延展，且硬度极高。1860年，亨利·爱丁·圣克莱尔·德维尔和朱尔·亨利·德布雷（JulesHenriDebray）第一次大量熔化铱。每公斤铱的熔化过程需要超过300升的纯O2和H2。

铱如此难熔化塑性，这大大限制了它的实际应用。约翰·艾萨克·霍金斯（JohnIsaacHawkins）在1834年发明了装有铱造笔尖的金质钢笔。1880年，约翰·霍兰德（JohnHolland）和威廉·洛弗兰德·达德利（WilliamLoflandDudley）利用磷大大简化了铱的熔化过程，并在美国申请了专利。英国庄信万丰公司之后表示，他们早在1837年就开始使用类似的方法熔解铱，而且已在多个世界博览会展出经熔融制成的铱。奥托·佛斯纳（OttoFeussner）在1993年第一次在热电偶中使用铱﹣钌合金材料，使这种新型器材能够测量高达2000°C的温度。

1957年，鲁道夫·穆斯堡尔在只含Ir的固体金属样本中，发现原子能够进行无反冲的γ射线共振发射及吸收。他所进行的实验是20世纪标志性的物理实验之一。此现象称为穆斯堡尔效应（其他呈现该效应的原子核也陆续被发现，如Fe），是穆斯堡尔谱学的中心原理，在物理学、化学、生物化学、冶金学和矿物学中都有重要的应用。论文发布的仅仅3年之后，即1961年，穆斯堡尔就因这一发现获得了诺贝尔物理学奖，时年32岁。

2、理化性质

物理性质

铱属于铂系金属，和铂一样呈白色，另带少许黄色。铱坚硬易碎，熔点也非常高，所以很难铸造和塑性。制造工序因此一般使用粉末冶金。铱是唯一一种在1600°C以上的空气中仍保持优良力学性质的金属。其沸点极高，在所有元素中排第10位。铱在0.14K以下会呈现超导体性质。

铱锇矿

铱的弹性模量在锇以下，为所有金属中第二高。其剪切模量很高，泊松比很低，因此具有很高的刚度，使得铱的加工生产过程非常困难。尽管生产不易，价格昂贵，但铱还是有多项应用，包括在极端条件下加强机械的强度。

铱的密度在所有元素中排第二位，仅比锇稍低（低约0.12%）。由于密度值十分相近，测量也并不容易，所以这两个元素到底哪一个密度更高曾经并没有定论。通过原子量来计算密度值，2013年的结论是：铱的密度是22.562±0.011gcm−3，锇的密度是22.589±0.005gcm−3，两者差值仅为0.027±0.012gcm−3。但锇的原子量测量仍缺少大量实验验证，因此铱与锇哪个密度更高至今还无法下结论。

化学性质

铱的化学性质稳定,是最耐腐蚀的金属,不溶于酸和王水,但粉末状铱可缓慢溶于王水;能迅速被熔融的铜、铝、锌和镁腐蚀,能被熔融的铅、镉、锡和金缓慢腐蚀,稍受熔融的氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸氢钠的腐蚀,不会被熔融的锂、钠、钾、汞和铋所腐蚀。

同位素

铱有两种自然稳定同位素：Ir和Ir，丰度分别为37.3%和62.7%。已人工合成的放射性同位素共有34种，质量数从164至199不等。Ir夹在两个稳定同位素之间，也是最稳定的放射性同位素，半衰期为73.827天。这一同位素在近距离治疗和工业射线照相技术中具有用途，特别是在天然气工业中用于无损检测钢铁的焊接处。铱-192曾造成多宗辐射意外。另外有三个同位素的半衰期在一天以上：Ir、Ir和Ir。质量数低于191的同位素会同时进行β衰变、α衰变以及质子发射，但有两者除外：Ir进行电子捕获，而Ir进行正电子发射。质量数高于191的同位素则进行β衰变，其中Ir会少量进行电子捕获。所有铱同位素都是在1934至2001年间发现的，其中最新发现的是Ir。

铱共有32种已知同核异构体，质量数介乎164到197。最稳定的同核异构体是Ir，它会经同核异能跃迁，半衰期为241年，因此比所有处于基态的放射性同位素都要稳定。最不稳定的异构体是Ir，其半衰期只有2微秒。Ir是所有元素中首个被证实呈现穆斯堡尔效应的同位素。该同位素应用在穆斯堡尔光谱分析中，在物理学、化学、生物化学、冶金学和矿物学等领域都有用到。

3、生产方法

从矿石中提取

砂铂矿或含铂族金属的砂金矿用重选法富集可得精矿，铂或锇、铱的含量能达70-90%，可直接精炼。50年代以来铂族金属主要从铜镍硫化物铱共生矿中提取，小部分从炼铜副产品中提取。铂族含量高的冰镍，现在氧压下硫酸浸出，或氯化冶金分离其他金属后获得铂族精矿。铂族精矿经过直接溶解、分离、提纯，或先将锇、钌氧化挥发他离后，再分离、提纯其他铂族金属。

用乙醇-盐酸溶液吸收

将吸收液再加热蒸馏，并用碱液吸收得锇酸钠。在吸收液中加氯化铵，则锇以铵盐形式沉淀，在氢气中煅烧，可得锇粉。在蒸出锇的残液中加氯化铵，可得钌的铵盐，再在氢气中煅烧，可得钌粉。浸出钌和锇后的残渣主要为氧化铱，用王水溶解，加氯化铵沉出粗氯铱酸铵，经精制，在氢气中煅烧，可得铱粉。将铂族金属粉末用粉末冶金法或通过高频感应电炉熔化可制得金属锭。

制取高纯铂族金属

一般将金属溶解后，经反复提纯，精制方法有载体氧化水解、离子交换、溶剂萃取和重复沉淀等，然后再以铵盐沉出，经煅烧可得相应的高纯金属。

4、储存条件

放入紧封的储藏器内,储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、卤素等分开存放,切忌混储。

5、安全信息

危险品标志：XiIrritant刺激性物品

风险术语：R36/37/38刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。

安全术语：S26不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

危险品运输编号：UN1789

6、用途

最重要的铱化合物为其盐类和氯化的酸类，铱也可以形成有机金属化合物，作为工业用催化剂和研究用途,例如用于化学工业上合成醋酸的CativaTM催化法需要使用铱的羰基配合物−。

有光铱金笔

铱目前使用于需要在高耐蚀性，高温工作环境的设备，如火星塞，坩埚（高温下的半导体再结晶）和生产氯气的氯碱法之电极。因其抗腐蚀性，铱也用于放射性同位素热电机的保护层。

汽车工业界，铱可用于制作高档次火花塞的放电极，其性能优于铜质火花塞。

由于铱耐磨的特性，过去也大量用于钢笔之笔尖。于笔尖上附上一块耐磨之铂铱合金，称为铱点。现今仍保留铱点之称呼，但已很少含有铱。

铱可在铂矿中发现。熔点、硬度都比铂高。铱铂合金曾被用于制作国际米原器，用10%铱和90%铂的合金制成国际米尺，作为长度单位米的标准。

铱星(Iridium)系统简介：铱系统诞生于1998年，是由66颗低轨卫星组成的全球卫星移动通信系统。66颗低轨卫星分布在6个极地轨道上，另有6颗备份星。铱系统最初设计是77颗在轨卫星。其结构正好和金属元素铱的结构相同，因而得名铱系统。虽然后来设计中将铱系统整个星系卫星数量减少到66颗，但仍然保留了原来的铱系统的名称。星上采用先进的数据处理和交换技术，并通过星际链路在卫星间实现数据处理和交换、多波束天线。铱系统最显著的特点就是星际链路和极地轨道。星际链路从理论上保证了可以由一个关口站实现卫星通信接续的全部过程。极地轨道使得铱系统可以在南北两极提供畅通的通信服务。铱系统是唯一可以实现在两极通话的卫星通信系统。铱系统最大的优势是其良好的覆盖性能，可达到全球覆盖。可为地球上任何位置的用户提供带有密码安全特性的移动电话业务。低轨卫星系统的低时延给铱系统提供良好的通信质量。铱系统可提供电话、传真、数据、和寻呼等业务。它的用户终端有双模手机、单模手机、固定站、车载设备和寻呼机。