اسميوم

Osmium - Osmium

الأُسميوم

هيام بيرقدار

خواصه الكيميائية

التأريخ رينيوم - أسميوم

الأُسميوم osmium عنصر كيميائي رمزه Os، عدده الذري 76، وزنه الذري 190.2، وهو في الفصيلة الثامنة (VIII B)، درجة انصهاره تراوح بين3015 °س و3075 °س، ودرجة غليانه تراوح بين 4927 ° س و 5127 ° س. وزن واحدة الحجوم للمعدن الصلب 22.6غ/سم3.

الأسميوم معدن أبيض مزرق لا ينحل بالحموض. اكتشفه عام 1804 الكيميائي الإنكليزي تينّانت S. Tennant، واشتق اسمه من اليونانية «osme» التي تعني «رائحة» نظراً لرائحة بعض مركباته الكريهة. والأسميوم الطبيعي مكوّن من سبعة نظائر مستقرة (غير مشعة) أعدادها الكتلية 184، 186، 190، 192، ونظائره المشعة أعدادها الكتلية 182، 183، 185، 193، 194. بنيته الإلكترونية [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁶ حيث [Xe] تدل على البنية الإلكترونية للغاز الخامل زينون. نصف قطر الذره المعدنية 1.338 Å (Å الأنغستروم = 10-10م).

الأسميوم أحد المعادن البلاتينية (وهو أثقل العناصر الموجودة في الطبيعة) التي تضم إضافة إليه في الدور السادس الروثينيوم، والروديوم، والبالاديوم (وهي في الدور الخامس)، والإيريديوم والبلاتين (وهما في الدور السادس)، وهي جميعها في الفصيلة VIIIB. والأسميوم معدن قاس جداً، قصِف يصعب شغله حتى بالدرجات العالية من الحرارة. وله أعلى درجة انصهار بين المعادن البلاتينية، لذا يصعب صهره أو قولبته.

استعملت أسلاكه في المصابيح الكهربائية قبل استعمال التنغستين لهذا الغرض، وهو يستعمل بصفة رئيسية لتشكيل سبائك مع باقي المعادن البلاتينية فيكسبها قساوة شديدة. مثال ذلك سبيكة الأُوسميريديوم osmiridium (أو الإيريدوسمين iridosmine) وهي مكوَّنة في معظمها من الإيريديوم، وتستعمل لقساوتها في صنع إبر الجراحة الطبية، وفي صنع رؤوس أقلام الحبر، لكن الروثينيوم حل محله، ويستعمل الأسميوم في طب الأسنان عاملاً مقسّياً في خلائط الذهب، كما يُستعمل أكسيده في بعض الاصطناعات العضوية.

انتشاره في الطبيعة ضئيل فهو يكون 0.001 جزء من المليون، ويُعد من العناصر النادرة، ويُصادف في الطبيعة مخلوطاً مع باقي المعادن البلاتينية في سبيرسكيت (نحو 80 %)؛ وفي الأيريدوسمين بنسبة صغيرة؛ وفي الأوروسميريديوم (25 %)، وبكميات صغيرة في البلاتين الطبيعي. وطريقة استحصاله صعبة؛ مثل حال المعادن البلاتينية الأخرى. يُحصل عليه بشكل إسفنجي أو مسحوق، ويقسّى بتقنيات تعدين المساحيق. ولا يتجاوز إنتاجه السنوي عالمياً الأطنان، ويقّدر وزنه مثل باقي المعادن الثمينة بالأوقية (الأونصة) troy ounce التي تعادل 31.103 غرام.

خواصه الكيميائية

كيمياء الأُسميوم معقدة جداً نظراً لتعدد درجات أكسدته التي تراوح بين 1 و 8، ولكن أكثرها شيوعاً 8، 6، 4، 3؛ إضافة إلى أنه يكوِّن معقدات عديدة من أجل كل درجة أكسدة. يتأثر بالهواء أكثر من أي عنصر آخر من المعادن البلاتينية. فالمعدن المسحوق تنطلق منه رائحة كريهة لتَكَوّن أكسيد الأُسميوم OsO₄ VIII الطيّار (المتطاير) والسام، وهو مؤكسد قوي. ولا يتأثر الأُسميوم بالحموض غير المؤكسدة. وينحل المعدن المسحوق في حمض الآزوت HNO₃ المدخن وفي الماء الملكي وفي محاليل تحت كلوريت المعادن القلوية. وعندما يُصهر مع Na₂O₂ (أو KNO₃) والبوتاس KOH يتكون أُسمات البوتاسيوم K₂OsO₄ الذَّواب في الماء.

أهم مركبات الأُسميوم أكسيده OsO₄ الذي يتكون بسهولة؛ على عكس المعادن البلاتينة الأخرى، وتفيد سهولة استحصاله وتطايره في تنقية الأُسميوم وتحليله. وكان يُطلق عليه وعلى محلوله خطأً اسم الحمض الأُسمي. محلوله في الماء حمضي ضعيف جداً، فهو معتدل بالنسبة إلى عباد الشمس (وهو مشعر، لونه أحمر بالوسط الحمضي وأزرق بالوسط القلوي)، ثابت تفككه الأول (8 × 10-13)، ويذوب في الكحول والإيتر. شاع استعماله في تلوين الأنسجة لفحصها بالمجهر؛ إذ إنه يُرجَع في محلوله بسهولة ببعض المواد الحيوية متحولاً إلى ثنائي أكسيد الأسميوم OsO₂ الأسود. وعندما يُرجـــع محلول قلوي (قاعدي) لأكسيد الأسميوم VIII بالكحول أو بنتريت - مثل نتريت البوتاسيوم KNO₂- تتكون الأُسمات VI. فأُسمات البوتاسيوم K₂OsO₄ تتكون بإضافة زيادة من KOH إلى المحلول، فتترسب بلوراتها K₂OsO₄. 2H₂O ذات اللون البنفسجي.

يُستعمل أكسيد الأُسميوم OsO₄ حفّازاً (وسيطاً) مؤكسداً وملوِّناً للمركبات الحيوية.

من مركباته: كـلوريد الأُسميوم OsCl₂ II ذو الـلون البني الغـامق، وكـلوريد الأُسميوم OsCl₃ III، وكلوريد الأُسميوم IV الذي يستحصل بتسخين الكلور مع المعدن بدرجة حرارة تراوح بين 650 و 700 °س، وهو ذواب في الماء مكوِّناً ثنائي الأكسيد OsO₂.

يتحد الأُسميوم في درجة الحرارة 300 °س مع الفلور مكوناً سداسي الفلوريد OsF₆، وهو صلب أصفر سهل التطاير volatile، ويمكن إرجاعه إلى خماسي الفلوريد ورباعي الفلوريد.

يكوِّن الأُسميوم معقدات عديدة مع النتريت، والحمَّاضات (أُكسالات) وأحادي أكسيد الكربون والأمينات وثيو البولة. وتُرجع مركبات الأُسميوم جميعها - أو تتفكك - بسهولة بالتسخين، ويترسب المعدن على هيئة مسحوق أو بشكل إسفنجي.

التأريخ رينيوم - أسميوم

هو طريقة لتحديد عمر الفلز المهم المولبدينيت molybdenite (وهو ثنائي كبريتيد المولبدنوم MoS₂)، بالاعتماد على التحول النووي للرينيوم- 187 المُشِع إلى أُسميوم- 187. ونسبة الرينيوم إلى الأسميوم في معظم الفلزات منخفضة جداً، فلا يمكن استعمالها تقنية للتأريخ، ولكن هذه النسبة مرتفعة في فلز المولبدينيت، وقد وُجِدَ أن الأُسميوم في المولبدينيت، عملياً هو أُسميوم - 187مُشِع. وقد أمكن بهذه الطريقة تحديد عمر خامات ores طويل يبلغ نحو3000,000,000 سنة، وأخرى ذات عمر قصير يبلغ نحو 38,000,000.

مراجع للاستزادة: - M. Clugston and R. Flemming, Advanced Chemistry, Oxford University Press, 2000. - J. L. Sharma, N. Kishore Garg and P.l. Buldini, Condensed Chemical Dictionary, Cbs Publishers & Distributers, 2008.

 

---

- التصنيف : الكيمياء اللاعضوية - النوع : الكيمياء اللاعضوية - المجلد : المجلد الثاني مشاركة :