Osmio   76 Os                                                                                                                                                                                                                                                                                   renio ← osmio → iridio Aspetto Metallo grigio lucente Generalità Nome, simbolo, numero atomico osmio, Os, 76 Serie metalli di transizione Gruppo, periodo, blocco 8(VIIIB), 6, d Densità, durezza 22661 kg/m3, 7 Configurazione elettronica Proprietà atomiche Peso atomico 190,23 amu Raggio atomico (calc.) 130 (185) pm Raggio covalente 128 pm Raggio di van der Waals nessun dato Configurazione elettronica Xe4f145d66s2 e− per livello energetico 2, 8, 18, 32, 14, 2 Stati di ossidazione 4, 6, 8 (mediamente acido) Struttura cristallina esagonale Proprietà fisiche Stato della materia solido Punto di fusione 3306 K (3033 °C) Punto di ebollizione 5285 K (5012 °C) Volume molare 8,42 · 10-6 m³/mol Entalpia di vaporizzazione 627,6 kJ/mol Calore di fusione 31,8 kJ/mol Tensione di vapore 2,52 Pa a 3300 K Velocità del suono 4940 m/s a 293,15 K Altre proprietà Numero CAS 7440-04-2 Elettronegatività 2,2 Calore specifico 130 J/(kg K) Conducibilità elettrica 1,09 · 107 /m Ω Conducibilità termica 87,6 W/(m K) Energia di prima ionizzazione 840 kJ/mol Energia di seconda ionizzazione 1600 kJ/mol Isotopi più stabili iso NA TD DM DE DP 184Os 0,02% >5,6 · 1013  anni εε 1,452 184W 185Os sintetico 93,6 giorni ε 1,013 185Re 186Os 1,59% >2 · 1015  anni α 2,822 182W 187Os 1,96% È stabile con 111 neutroni 188Os 13,24% È stabile con 112 neutroni 189Os 16,15% È stabile con 113 neutroni 190Os 26,26% È stabile con 114 neutroni 191Os sintetico 15,4 giorni β- 0,314 191Ir 192Os 1,96% È stabile con 116 neutroni 194Os sintetico 6 anni β- 0,097 194Ir iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento L'osmio è l'elemento chimico di numero atomico 76. Il suo simbolo è Os. È un metallo di transizione della famiglia del platino: è un metallo duro, fragile, di color blu-grigio o blu nerastro e si usa in alcune leghe con il platino e l'iridio. Si trova in natura in lega con il platino, nei minerali di quest'ultimo. Il suo tetrossido si usa nel rilevamento delle impronte digitali, il metallo puro o legato nei contatti elettrici, nei pennini delle penne stilografiche e in altre applicazioni dove è necessaria una estrema durezza e resistenza all'usura. Per questo viene utilizzato dai vetrai per asportare graffi ed abrasioni da vetri e specchi. Indice 1 Caratteristiche 2 Applicazioni 3 Storia 4 Disponibilità 5 Composti 6 Isotopi 7 Precauzioni 8 Curiosità 9 Note 10 Bibliografia 11 Altri progetti 12 Collegamenti esterni modifica Caratteristiche Cristalli di osmio ad elevata purezza L'osmio metallico è estremamente denso, di color bianco-blu, fragile e lucido anche ad alte temperature, ma è estremamente difficile da ottenere. La polvere di osmio è ottenibile più facilmente, ma in queste condizioni l'osmio reagisce con l'ossigeno dell'aria ossidandosi in tetrossido di osmio (OsO4), che è velenoso. Quest'ossido è anche un potente agente ossidante, ha un forte odore caratteristico e bolle a 130 °C. Per la sua grande densità l'osmio è in genere considerato l'elemento più pesante di tutti, superando di poco l'iridio; tuttavia per il calcolo della densità a partire dalla matrice cristallina si ottengono risultati più affidabili delle misure dirette, ottenendo per l'iridio un risultato di 22650 kg/m3 contro 22661 kg/m3 per l'osmio: in pratica non è possibile stabilire attualmente quale dei due elementi sia il più denso in assoluto, perché i due valori sono troppo vicini. Volendo distinguere i vari isotopi, il più pesante sarebbe il 192osmio. Questo metallo ha anche il più alto punto di fusione e la più bassa tensione di vapore della famiglia del platino. Gli stati di ossidazione più comuni dell'osmio sono +4 e +3, ma può assumere tutti gli stati da +1 a +8. modifica Applicazioni A causa dell'estrema tossicità del suo ossido, l'osmio è raramente usato puro; viene invece spesso legato ad altri metalli in applicazioni che richiedono un'elevata resistenza all'usura. Le leghe di osmio sono molto dure e, eventualmente addizionate di altri metalli del gruppo del platino, trovano impiego nella produzione di pennini per penne stilografiche, puntine di giradischi, perni e contatti elettrici. Il tetrossido di osmio ha trovato impiego nel rilevamento delle impronte digitali e nella colorazione dei tessuti grassi per la preparazione di vetrini per microscopia. Una lega 90:10 platino:osmio è usata per produrre impianti chirurgici quali stimolatori cardiaci e valvole polmonari. Il tetrossido di osmio e l'osmiato di potassio trovano uso come agenti ossidanti nella sintesi chimica. modifica Storia L'osmio (dal greco osme, puzza) fu scoperto nel 1803 da Smithson Tennant, a Londra. Lo isolò insieme all'iridio dal residuo ottenuto dallo scioglimento del platino nell'acqua regia. modifica Disponibilità L'osmio si trova nell'osmio nativo (o osmiridio), una lega naturale di osmio e iridio, e nelle sabbie fluviali ricche di platino degli Urali e delle Americhe. Si trova inoltre nei minerali di nichel della regione di Sudbury, nell'Ontario accompagnato ad altri metalli del gruppo del platino. Benché la concentrazione di questi metalli sia esigua, il grande volume di minerale trattato rende la produzione di questi metalli rari economicamente possibile. modifica Composti Il più comune è il tetrossido di osmio OsO4. modifica Isotopi L'osmio in natura si presenta come una miscela di sette isotopi, di cui cinque sono stabili; 187Os, 188Os, 189Os, 190Os ed il più abbondante 192Os. 184Os e 186Os sono instabili, ma la loro emivita è talmente lunga da poter essere considerati stabili per qualsiasi applicazione pratica. 187Os è il prodotto del decadimento di 187Re, la cui emivita è 4,56 · 1010  anni. Il rapporto 187Os/188Os insieme al rapporto 187Re/187Os viene usato per la datazione di rocce di origine terrestre e meteorica. La più notevole datazione basata sull'osmio è quella che, insieme alla misura del tenore di iridio, è stata condotta sullo strato di quarzo lungo la giunzione K-T risalente a circa 65 milioni di anni fa che segna il periodo di estinzione dei dinosauri. modifica Precauzioni Il tetrossido di osmio è altamente tossico. Concentrazioni di osmio nell'aria dell'ordine di 10-7 g/m3 sono ritenute sufficienti a causare congestione delle vie respiratorie e danni a pelle e occhi. modifica Curiosità Nel 2001, presso il Lawrence Livermore National Laboratory (California) un campione di osmio è stato sottoposto ad una pressione di 600.000 atmosfere e la sua resistenza alla compressione (il «modulo di carico») è risultata essere superiore a quella del diamante (462 gigapascal contro 443 gigapascal), ritenuta da sempre quella più grande in assoluto. Tale caratteristica apre nuove frontiere per lo sviluppo di applicazioni industriali con l'utilizzo di osmio (per esempio per il taglio di acciaio ad alte temperature).[1][2] Questo metallo viene anche menzionato nella serie televisiva Fringe 3x16. modifica Note ^ Hyunchae Cynn; John E. Klepeis; Choong-Shik Yoo; David A. Young (2002). Osmium has the Lowest Experimentally Determined Compressibility. Physical Review Letters 88 (13). DOI:10.1103/PhysRevLett.88.135701. URL consultato il 20-10-2010 ^ JR Minkel (2002). Osmium is Stiffer than Diamond. Physical Review Focus. URL consultato il 20-10-2010 modifica Bibliografia Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993. ISBN 88-7975-077-1 R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998. ISBN 88-1020-000-0 modifica Altri progetti Commons Wikizionario Wikimedia Commons contiene file multimediali su Osmio Wikizionario contiene la voce di dizionario «osmio» modifica Collegamenti esterni (EN) Los Alamos National Laboratory - Osmium (EN) WebElements.com - Osmium (EN) EnvironmentalChemistry.com - Osmium (EN) Laser Cooling of negative osmium ions (UNIC Experiment, MPI Heidelberg) - Osmium v · d · m Tavola periodica degli elementi H                                                             He Li Be   B C N O F Ne Na Mg   Al Si P S Cl Ar K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Uue Ubn Unbibidi Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto Ute Uqn Superattinidi Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Portale Chimica: Il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia