Родий

химичен елемент с атомен номер 45

Родий е химичен елемент, който представлява рядък сребристобял твърд преходен метал от групата на платината. В периодичната система на елементите има номер 45 и химичен символ Rh, като същестува само един негов изотоп, 103Rh. В природата, родият се среща като чист метал или в сплави с други подобни метали, но никога в химични съединения. Той е един от най-редките ценни метали.

Родий
Родий – Сребристо-бял метал
Родий – Сребристо-бял метал
Сребристо-бял метал
Спектрални линии на родий
Спектрални линии на родий
РутенийРодийПаладий
Co

Rh

Ir
Периодична система
Общи данни
Име, символ, ZРодий, Rh, 45
Група, период, блок95d
Химическа серияпреходен метал
Електронна конфигурация[Kr] 4d8 5s1
e- на енергийно ниво2, 8, 18, 16, 1
CAS номер7440-16-6
Свойства на атома
Атомна маса102,9055 u
Атомен радиус (изч.)135 (173) pm
Ковалентен радиус142±7 pm
Степен на окисление6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −3
ОксидRh2O3 и RhO2 (амфотерни)
Електроотрицателност
(Скала на Полинг)
2,28
Йонизационна енергияI: 719,7 kJ/mol
II: 1740 kJ/mol
III: 2997 kJ/mol
Физични свойства
Агрегатно състояниетвърдо вещество
Кристална структуракубична стенноцентрирана
Плътност12410 kg/m3
Температура на топене2237 K (1964 °C)
Температура на кипене3968 K (3695 °C)
Моларен обем8,266×10-6 m3/mol
Специф. топлина на топене26,59 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение493 kJ/mol
Налягане на парата
P (Pa) 1 10 102 103 104 105
T (K) 2288 2496 2749 3063 3405 3997
Скорост на звука4700 m/s при 20 °C
Специф. топл. капацитет240 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост2,3×107 S/m при 0 °C
Специф. ел. съпротивление0,0433 Ω.mm2/m при 0 °C
Топлопроводимост150 W/(m·K)
Магнетизъмпарамагнитен[1]
Модул на еластичност380 GPa
Модул на срязване150 GPa
Модул на свиваемост275 GPa
Коефициент на Поасон0,26
Твърдост по Моос6
Твърдост по Викерс1100 – 8000 MPa
Твърдост по Бринел980 – 1350 MPa
История
Наименуванот гръцкото ῥόδον – роза, розов“
ОткритиеУилям Уоластън (1804 г.)
Най-дълготрайни изотопи
Изотоп ИР ПП ТР ПР
99Rh синт. 16,1 дни ε 99Ru
γ
101Rh синт. 3,3 г. ε 101Ru
γ
101mRh синт. 4,34 часа ИП 101Rh
ε 101Ru
γ
102Rh синт. 207 дни β+ 102Ru
ε 102Ru
β- 102Pd
γ
102mRh синт. 3,7 г. ε 102Ru
γ
103Rh 100 % стабилен
105Rh синт. 35,36 часа β- 105Pd
γ

Родият е един от благородните метали, устойчиви на корозия и срещащи се в платиновите и никеловите руди. Открит е през 1803 година от Уилям Уоластън именно в такава руда. Името си получава заради розовия цвят на едно от хлорните му съединения, получено след реакция със силно киселинната смес царска вода.

Около 81% от световното производство на родий се използва като катализатор в каталитичните конвертори на автомобилите. Тъй като е много устойчив на корозия и на повечето агресивни химикали, както и заради неговата рядкост, родият обикновено се използва в сплав с платина или паладий за изготвянето на устойчиви на висока температура и корозия покрития. Бялото злато често се покрива с тънък родиев слой, за да се подобри външният му вид.

Първото официално съобщение за откритието на родия е докладвано от английския учен Уилям Уоластън на 24 юни 1804 г. пред Кралското общество и публикувано същата година.[2] Това откритие е предшествано от откритието на паладия също от него. За откритието на родия Уоластон използва сурова, необработена платинова руда, която се разтваря в царска вода и впоследствие неутрализира с натриева основа. Получила се платина, утаена с амониев хлорид в амониев хлороплатинат. Отстранил останалите метални примеси от мед, олово и паладий и получил розово-червена утайка, на която действал с цинк, за да измести родия от йонното съединение. Така за пръв път е получен родий като свободен метал. Впечатлен от розово-червената утайка, Уоластън нарекъл новия елемент „родиум“, от гъцкото „родон“, означаващо роза и знак Rh.[2]

Физични свойства

редактиране

Родият е сребристосив твърд метал с висока светлоотразителна способност, отстъпвайки само на среброто, но за разлика от него не потъмнява с времето.[2] Температурата му на топене е 1964°С, а на кипене е 3695°С. Родият кристализира в стеноцентрична кубична решетка с относително тегло 12,4 g/sm3 при 20°С и е парамагнитен.

В природата родият се среща със своя единствен стабилен изотоп, родий-103, синтезиран в звездите чрез s- и r-процес. Изкуствено синтезирани са 33 радиоактивни изотопа с 21 изомера. Те имат период на полуразпад от години до части от секундата.

Химични свойства

редактиране

Родият е химичен елемент, преходен метал и член на 9-а (платиновата) група.

В електронния строеж на атома на родия са запълнени K-, L- и M-подобвивки и следват 4s24p64d85s1, като се прибавя електрон към 4d-подобвивката. Проявяват се 0, +1, +2, +3 (най-стабилна), +4, +5 и +6 степени на окисление. При обикновени условия металът е инертен към всякакво въздействие.[2] Раздробеният родий се окислява бавно над 600°С и образува Rh2O3, като най-висока скорост на реакцията е възможна при 800°С. При нагряване родият реагира бавно със сярна киселина, разтвор на натриев хипохлорид и бромоводород. Най-високата степен на окисление +6 проявява в хексафлуорида RhF6, който се получава при изгаряне на родий във флуор, но съединението е нестабилно.[2]

В органичните съединения родият проявява различна степен на окисление, но комплексите с родий +1 и +3 са с най-голямо значение. Химичните свойства на родиевите органични съединения са много подобни на кобалтовите органични съединения, като се засилва възможността за образуване на прости или кратни връзки метал-метал.[2] Изходна суровина за получаване на родиеви органични съединения е RhCl3.

Наличие в природата

редактиране

Съдържанието на родия в земната кора е около 2.10-8%, с което е на 79-то място по разпространеност. Образува твърди разтвори с другите платинови метали. Среща се като примес в серните, арсеновите и антимоновите съединения на платиновите метали, съпътстващи медно-никеловите сулфидни руди.[2]

Производство

редактиране

Приложение

редактиране

Родият има разнообразни промишлени приложения. Може да бъде използван за направата на платинови сплави, съдържащи 7, 10, 30 или повече процента родий; за тигли при топенето на стъкло и монокристали; технически огледала, прожектори и др. огледални покрития.[2]

Комплексните родиеви съединения се използват като катализатори при карбонилиране и хидриране, както и за направата на оптически активни аминокиселини, където биват използвани карбонилни и фосфинови родиеви комплекси.

Биологични ефекти

редактиране

Родият е изключително инертен, поради което не е вреден за човешкото здраве, но неговите съединения са вредни и понякога отровни. Родият няма биологична роля за живите организми.

Източници

редактиране
  1. Lide 2005.
  2. а б в г д е ж з Лефтеров, Димитър. Химичните елементи и техните изотопи. Издателство на БАН „Проф. Любомир Дринов“, 2015. ISBN 978-954-322-831-7. с. 231 – 233.
Използвана литература