金属铱最高价+9价?!这到底是个什么玩意?

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金属铱最高价+9价?!这到底是个什么玩意?

2024-07-09 13:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

看到标题的你一定是:“好家伙,我直接好家伙。”之类的话直接就出来了,毕竟高中知识里面化合价最高也就7价。(比如:高氯酸的氯离子,高锰酸的锰……)纵观元素周期表,其实不难发现部分元素还是可以达到+8价的(-8价理论上存在,但是未发现),(四氧化氙的氙,四氧化锇的锇……)但是金属铱居然有着超越+8价的+9价?!所以就心血来潮地讲一讲金属铱吧。

首先自然是性质问题:

相对原子质量:192.22

电子组态:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d⁷6s²(好长好长)

熔沸点:2683/4403K

密度:22.42g/cm³(290K)

金属半径:135.7pm

电离能:I1=878kJ/mol,I2=1640kJ/mol

常见氧化态:+2,+3,+4,+5,+6(其中+3,+4为稳定氧化态)

电负性:2.20

莫氏硬度:6.5

φΘ(+2价离子得两个电子生成单质时):1.0V

丰度:0.001μg/g(稀有金属)

接下来是铱的化合物

氧化物

在氧气中加热金属铱或者由[IrCl₆]²-水溶液加碱产生的沉淀脱水可制得黑色的IrO₂(不溶于水)。

虽然IrO₂不溶于水,但是易溶于浓盐酸生成六氯铱酸。

六氯铱酸易被还原,不稳定,通常保存于硝酸的氧化气氛中。

IrO₂与浓盐酸反应

卤化物(此处只讨论氟化物)

铱的氟化物一般是四氟化铱和五氟化铱,后者可在673K时转化为前者。

五氟化铱是四聚结构(四个五氟化铱分子组成Ir₄F₂₀)

氟化物的转化四聚结构(图片来源:《无机化学》高等教育出版社)(把图中的钌,锇改成铱)(我真的 画不出来,效果太差了)

基本上,铱的性质就是以上这些了,然后稍微讲一讲标题——+9价铱!!!(总不能被说是个标题党吧[doge])

第一个点:四氧化铱阳离子从何而来。四氧化铱的铱为+8价,[(η¹O₂)IrO₂]在6K(几乎为绝对温度)下的氩固体中进行光化学重排可以制备四氧化铱,四氧化铱在较高温度下极不稳定。使用红外线对其多光子解离时,可以检测到四氧化铱阳离子的存在。

第二个点:铱如何形成+9价阳离子。上文以给出,铱原子的电子组态为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d⁷6s²,此时的铱失去第五层d轨道上的7个电子和第六层s轨道上的2个电子,共计九个电子,呈+9价。

(全篇完)

参照资料:

《无机化学》第24章 d区金属(二)第五、六周期d区金属(高等教育出版社)

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