როდიუმი

როდიუმი

45Rh

102.91

4d8 5s1

როდიუმი (ლათ. Rhodium; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Rh}}$) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის, მერვე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მერვე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, VIIIბ) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 45, ატომური მასა — 102.91, t_დნ — 1964 °C, t_დუღ — 3695 °C, სიმკვრივე — 12.41 გ/სმ³. მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონი. შედის გარდამავალი ლითონი. არის პლატინის ჯგუფის კეთილშობილი ლითონი. ბუნებრივი როდიუმი შედგება ერთი სტაბილური იზოტოპისაგან ${\ce {^{103}Rh}}$. ღებულობენ პლატინის აფინაჟის ნახევარპროდუქტებისაგან. იყენებენ გალვანური დაფარვისათვის, თერმოწყვილებისათვის (${\ce {Pt}}$ და ${\ce {Ir}}$) სხვა.

როდიუმი, ₄₅Rh

ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონი
სტანდ. ატომური წონა Ar°(Rh)	102.90549±0.00002 102.91±0.01 (დამრგვალებული)
როდიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სილიციუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენი ბრომი კრიპტონი რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმი ნეოდიმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოსმიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო ვერცხლისწყალი თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესინი ოგანესონი Co ↑ Rh ↓ Ir რუთენიუმი ← როდიუმი → პალადიუმი
ატომური ნომერი (Z)	45
ჯგუფი	9
პერიოდი	5 პერიოდი
ბლოკი	d-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Kr] 4d8 5s1
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 16, 1
ელემენტის ატომის სქემა
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	მყარი სხეული
დნობის ტემპერატურა	1964 °C ​(2237 K, ​​3567 °F)
დუღილის ტემპერატურა	3695 °C ​(3968 K, ​​6683 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	12.41 გ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.)	10.7 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო	26.59 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	493 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა	24.98 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k T (K)-ზე 2288 2496 2749 3063 3405 3997
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7
ელექტროდული პოტენციალი
ელექტრო­უარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 2.28
იონიზაციის ენერგია	1: 719.7 კჯ/მოლ 2: 1740 კჯ/მოლ 3: 2997 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 134 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	142±7 პმ
როდიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	პირველადი ნუკლიდების სახით
მესრის სტრუქტურა	კუბური წახნაგცენტრირებული
ბგერის სიჩქარე	4700 მ/წმ (20 °C)
თერმული გაფართოება	8.2 µმ/(მ·K) (25 °C)
თბოგამტარობა	150 ვტ/(მ·K)
კუთრი წინაღობა	43.3 ნომ·მ (0 °C)
მაგნეტიზმი	პარამაგნეტიკი
მაგნიტური ამთვისებლობა	6996111000000000000♠+111.0×10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული	380 გპა
წანაცვლების მოდული	150 გპა
დრეკადობის მოდული	275 გპა
პუასონის კოეფიციენტი	0.26
მოოსის მეთოდი	6.0
ვიკერსის მეთოდი	1100–8000 მპა
ბრინელის მეთოდი	980–1350 მპა
CAS ნომერი	7440-16-6
ისტორია
აღმომჩენი და პირველი მიმღებია	William Hyde Wollaston (1804)
როდიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ. დაშლა (t1/2) რადიო. დაშლა პრო­დუქტი 99Rh სინთ 7001161000000000000♠16.1 დღ-ღ β+ 99Ru 101Rh სინთ 7000407000000000000♠4.07 წ ε 101Ru 101mRh სინთ 7000434300000000000♠4.343 დღ-ღ ε 101Ru IT 101Rh 102Rh სინთ 7002207000000000000♠207 დღ-ღ β+ 102Ru β− 102Pd 102mRh სინთ 7008118088539200000♠3.742 y β+ 102Ru IT 102Rh 103Rh 100% სტაბილური 105Rh სინთ 7001353410000000000♠35.341 სთ β− 105Pd
როდიუმი ვიკისაწყობში •

ისტორია

უილიამ ჰაიდ უოლასტონი

აღმოჩენილია ინგლისში 1803 წელს უილიამ ჰაიდ უოლასტონის მიერ. (მას შემდეგ, რაც მან აღმოაჩინა პალადიუმი). იგი ნედლეულად იყენებდა პლატინის საბადოს სამხრეთ ამერიკიდან, საბადოს ხსნიდა სამეფო წყალში და მჟავას ანეიტრალებდა ნატრიუმის ჰიდროქსიდით (NaOH). შემდგომში ამონიუმის ქლორიდის (NH4Cl) დამატებით გამოილექებოდა ამონიუმქლორპლატინატი. სხვა მეტალების უმეტესობა. მათ შორის სპილენძი, ტყვია, პალადიუმი და როდიუმი ილექებოდა თუთიასთან ერთად. განზავებულ აზოტმჟავაში იხსნებოდა პალადიუმი და როდიუმი, რომელსაც შემდგომ ხსნიდნენ სამეფო წყალში და როდიუმი გამოილექებოდა ნატრიუმის ქლორიდის დამატებით Na3[RhCl6]•nH2O -ის სახით. შემდგომ ნალექს რეცხავდნენ ეთანოლით და მოვარდისფრო-წითელი ნალექი ურთიერთქმედებდა თუთიასთან, ეს უკანასკნელი იონურ ნაერთებში ჩაენაცვლებოდა როდიუმის ნაცვლად და როდიუმი გამოიყოფოდა თავისუფალი მეტალის სახით.

სახელწოდების წარმომავლობა

მოდის ძვ. ბერძნ. ῥόδον — ვარდი, როდიუმის (III) ტიპურ ნაერთებს აქვთ ღრმა მუქი წითელი ფერი.

ბუნებაში

დედამიწის ქერქში როდიუმი დაახლოებით არის 1×10-7 % (მასის მიხედვით). იგი ყოველთვის გვხვდება საბადოებში შერეული სხვა მეტალებთან ერთად, როგორიცაა პალადიუმი, ვერცხლი, პლატინა და ოქრო. პლატინის საბადოებიდან მას ექსტრაგირებენ თეთრი ინერტული მეტალის სახით, რომელიც ძნელად იძლევა შენადნობებს. როდიუმის ძირითადი წყარო არსებობს სამხრეთ აფრიკაში, ურალის მთის მდინარეების ქვიშაში და ჩრდილოეთ ამერიკაში. როდიუმის ძირითადი ექსპორტიორია სამხრეთ აფრიკა (> 80 %), შემდეგია რუსეთი. ამ ელემენტის წლიური წარმოება შეადგენს დაახლოებით 25 ტონას. 2007 წლის ოქტომბერში როდიუმი დაახლოებით რვაჯერ ძვირი იყო ოქროზე, 450-ჯერ ძვირი ვერცხლზე და 27.250-ჯერ ძვირი სპილენძზე (წონის მიხედვით). ბოლო წლებში კი მისი ფასი კიდევ უფრო გაიზარდა.

როდიუმს შეიცავს პლატინის მადნები, ზოგი ოქროს ქვიშა სამხრეთ ამერიკაში. 43 %-მდე როდიუმს შეიცავს მექსიკური ოქრო. ასევე არის ოსმიუმიანი ირიდიუმის ჯგუფის მინერალების იზომორფულ მინარევებში (3,3 %-მდე), სპილენძ-ნიკელის მადნებში. ოსმიუმიანი ირიდიუმის იშვიათი სახე — როდიუმიანი ნევიანსკიტი — წარმოადგენს როდიუმით ყველაზე მდიდარ მინერალს.

საბადოები

როდიუმის საბადოები მდებარეობენ სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკის, კანადის, კოლუმბიის, რუსეთის ტერიტორიაზე.

ფიზიკური თვისებები

როდიუმის კილიტა (ფოლგა) და მავთული

როდიუმი — მაგარი, მოვერცხლისფრო-თეთრი, რუხი ფერის ლითონია. აქვს ელექტრომაგნიტური სხივების ხილვადი სპექტრის ნაწილის მაღალი არეკლვის კოეფიციენტი, ამიტომ ფართოდ გამოიყენება "ზედაპირული" სარკეების დასამზადებლად.

როდიუმის იზოტოპები

ბუნებრივი როდიუმი შედგები იზოტოპისაგან ¹⁰³Rh. ყველაზე გრძელვადიანი იზოტოპებია

იზოტოპი	ნახევარდაშლის პერიოდი
101Rh	3,3 წელი
102Rh	207 დღე
102mRh	2,9 წელი
99Rh	16,1 დღე

ქიმიური თვისებები

იხ. ასევე: როდიუმის ქლორიდი
როდიუმი — კეთილშობილი ლითონია, ქიმიური მდგრადობით უმეტეს კოროზიულ გარემოში პლატინაზე უფრო მედეგია.

Z	ელემენტი	ელექტრონების No./შრეზე
27	კობალტი	2, 8, 15, 2
45	როდიუმი	2, 8, 18, 16, 1
77	ირიდიუმი	2, 8, 18, 32, 15, 2
109	მეიტნერიუმი	2, 8, 18, 32, 32, 15, 2

Oxidation states of rhodium
+0	Rh4(CO)12
+1	RhCl(PH3)2
+2	Rh2(O2CCH3)4
+3	RhCl3, Rh2O3
+4	RhF4, RhO2
+5	RhF5, Sr3LiRhO6
+6	RhF6

ლითონური როდიუმი იხსნება მდუღარე სამეფო წყალში, ასევე ელექტროქიმიურად, ანოდურად — წყალბადის ზეჟანგისა და გოგირდმჟავის ნარევში.

როდიუმი ხასიათდება მაღალი ქიმიური მედეგობით. არალითონებთან ის მხოლოდ ურთიერთქმედებს წითლად გახურებისას. მწვრილად დაქუცმაცებული როდიუმი ნელა იჟანგება მხოლოდ 600 °C:

4Rh + 3O₂ = 2Rh₂O₃.

გაცხელებისას როდიუმი ნელ-ნელა ურთიერთქმედებს კონცენტრირებულ გოგირმჟავასთან, ნატრიუმის ჰიპოქლორიტთან და ბრომწყალბადთან. შედუღებისას რეაგირებს კალიუმის ჰიდროსულფადის შენადნობებთან KHSO₄, ნატრიუმის პეროქსიდთან Na₂O₂ და ბარიუმის პეროქსიდთან BaO₂:

2Rh + 6KHSO₄ = 2K₃Rh(SO₄)₃ + 3H₂↑,

2Rh + 3BaO₂ = Rh₂O₃ + 3BaO.

ტუტე ლითონების ქლორიდებთან, როდესაც არის კომპლექსური ნაერთების [RhX₃]³⁻ წარმოქმნის შესაძლებლობა, როდიუმი რეაგირებს ქლორთან მაგალითად:

2Rh + 6NaCl + Cl₂ = 2Na₃[RhCl₆].

როდიუმ (III)-ის მარილების წყალხსნარებისა და კომპლექსების ურთიერთქმედებით ტუტეებთან წარმოიქმნება როდიუმის ჰიდროქსიდის ნალექი Rh(OH)₃:

Na₃[RhCl₆] + 3NaOH = Rh(OH)₃↓ + 6NaCl.

როდიუმის ჰიდროქსიდი და როდიუმის ოქსიდი(III) ავლენენ ფუძე თვისებებს და ურთიერთქმედებენ მჟავეებთან Rh (III)-ის კომპლექსების წარმოქმნით:

Rh₂O₃ + 12HCl = 2H₃RhCl₆ + 3H₂O,

Rh(OH)₃ + 6HCl = H₃RhCl₆ + 3H₂O.

როდიუმი ჟანგვის უმაღლეს ხარისხს +6 ავლენს ჰექსაფტორიდში RhF₆, რომელიც წარმოიქმნება როდიუმის პირდაპირი დაწვით ფთორში. ნაერთი არამდგრადია. წყლის ორთქლის არარსებობის შემთხვევაში ჰექსაფტორიდი ჟანგავს ქლორს და აზოტის ოქსიდს (II) NO:

2RhF₆ + 3Cl₂ = 2RhF₃ + 6ClF.

დაბალი ჟანგვის ხარისხით +1 და +2 როდიუმი წარმოქმნის კომპლექსურ ნაერთებს.

როდიუმის სულფატი წარმოქმნის 2 მოდიფიკაციას:

როდიუმის კომპლექსური ნაერთები

როდიუმისათვის, როგორც სხვა გარდამავალი ელემენტისათვის დამახასიათებელია კომპლექსების და ორმაგი მარილების წარმოქმნა.

გამოყენება

კატალიზატორები

• როდიუმი გამოიყენება კატალიზატორებში, მათ შორის ავტომობილების გამონაბოლქვი აირების კატალიტიკურ ფილტრ-ნეიტრალიზატორებში.
• როდიუმის შენადნობი პლატინასთან — ძალიან ეფექტიანი კატალიზატორია ამიაკის ჰაერით ჟანგვით აზოტმჟავის წარმოებისას, და აქამდე მის გამოყენებას არ აქვს ალტერნატივა.

კონსტრუქციული მასალა

• მინის წარმოებაში (პლატინა-როდიუმი-ფილერის შენადნობი მინის ძაფების ბოჭკოსათვის, თხევადკრისტალური ეკრანების წარმოებაში). თხევადკრისტალური მოწყობილობების გამოყენების გაზრდასთან ერთად იზრდება როდიუმის მოხმარებაც (2005 წ. მინის წარმოებაში გამოყენებული იქნა 1,55 ტონა, 2003 წ. — 0,81 ტონა).
• ლითონური როდიუმი გამოიყენება ძლიერი გახურების სარკეების დასამზადებლად ძლიერ ლაზერულ სისტემებში(მაგალითად ფტორწყალბადის ლაზერები), ასევე დიფრაქციული მესერების დასამზადებლად ნივთიერების ანალიზის ხელსაწყოებში (სპექტროსკოპები).
• პლატინა-როდიუმის შენადნობები გამოიყენება ლაბორატორიულ კვლევებში და ზოგიერთი ძვირფასი ქვის და ელექტროოპტიკური კრისტალების შესაქმნელად.

თერმოწყვილები

• პლატინა-როდიუმის და სხვ. თერმოწყვილები გამოიყენება როგორც ძალიან ეფექტიანი და გრძელვადიანი მაღალი (2200 °C-მდე) ტემპერატურების გამზომი და ჰპოვეს ფართო გამოყენება ასევე როდიუმისა და ირიდიუმის შენადნობებმა (მაგალითად 40\60).

საკონტაქტო წყვილების მასალები

როდიუმის და მისი შენადნობების ელექტროეროზიის მიმართ მაღალი მედეგობის გამო გამოიყენებიან როგორც კონტაქტების მასალები (მოსრიალე კონტაქტები, შესაერთებელი, ბუდეები, პორტები).

საიუველირო საქმე

თეთრი როდიუმიანი ოქროს ბეჭედი

კოროზიამედეგი და ცვეთამედეგი საფარების მისაღებად გამოიყენება როდირების გალვანური ელექტროლიტები (უპირატესად სულფატური, სულფამატური და ფოსფატური).

როდიუმის ცივი თეთრი ფერი და ბრჭყვიალება კარგად შეეხამება ბრილიანტებს, ფიანეტებს და სხვა ჩანართებს. ასევე როდიუმს ამატებენ როგორც მალეგირებელ, განმამტკიცებელ დანამატს პლატინაში და პალადიუმში. საიუველირო ნაკეთობებზე როდიუმის დატანებით მცირდება ცვეთა და იზრდება ნაკეთობის სიმაგრე, ის იცავს ნაკაწრებისაგან, და აძლევს კაშკაშა ბრჭყვიალებას.

ღირებულება

2006 წ. თებერვალში როდიუმის ღირებულებამ მიაღწია რეკორდულ ნიშნულს 3500 დოლ. უნციაზე http://www.kitco.com/charts/rhodium.html-ის მიხედვით. 2008 წ. იანვარში როდიუმზე ახალი რეკორდი დამყარდა და უნციაზე — 7000 დოლარი შეადგინა. პიკის შემდეგ 10 100 დოლარი უნციაზე, როდიუმის ფასი დავარდა 900 დოლარამდე უნციაზე, ეს 2008 წლის ნოემბერში გამოწვეული იყო კრიზისით. 2009 წ. 19 ნოემბერს ლითონის ფასმა აიწია 2600 დოლარამდე უნციაზე. სუფთა როდიუმის ძალიან მაღალი ღირებულების, მასზე დიდი მოთხოვნილების და მისი მცირე მოცულობით მოპოვების გამო, აქტუალური ხდება როდიუმის მწვავე დეფიციტის ამოცანის გადაწყვეტა. რადგანაც ხდება მისი სტაბილური იზოტოპის გამოყოფა ბირთვული საწვავის (ურანი, პლუტონიუმი, თორიუმი) დაყოფის ფრაგმენტებიდან, სადაც ის გროვდება მნიშვნელოვანი რაოდენობით (130—180 გრამამდე ტონა ფრაგმენტებზე). ამიტომ მსხვილ ინდუსტრიულ განვითარებულ ქვეყნებში განვითარებული ატომური ენერგეტისკის გამო, რეაქტორული როდიუმის მოპოვება რამდენიმეჯერ აღემატებოდეს იქნება მადნებიდან მოპოვებულ როდიუმს. ამას გარდა, საჭიროა კვლევები რეაქტორის მუშაობის რეჟიმების საკითხზე, როდესაც როდიუმის რაოდენობა ფრაგმენტების მასასთან შეფარდრბით პროცენტულად მეტი იქმენა, ასე რომ ატომური მრეწველობა შეიძლება გახდეს როდიუმის ძირითად მომპოვებლად მსოფლიო ბაზარზე.

ბიოლოგიური როლი და ფიზიოლოგიური ზემოქმედება

როდიუმი არ თამაშობს არავითარ ბიოლოგიურ როლს.

როდიუმის ნაერთები ძალიან იშვიათად გვხვდება ყოველდღიურ ცხოვრებაში და მათი ზემოქმედება ადამიანის ორგანიზმზე ბოლომდე არ არის შესწავლილი. ამის მიუხედავად, ისინი ძლიერტოქსიკურნი და კანცეროგენურნი არიან. LD₅₀ როდიუმის ქლორიდი ვირთხების საწინააღმდეგოდ — 12,6 მგრ/კგ. როდიუმის მარილები ძლიერ ღებავენ ადამიანის კანს.

იხილეთ აგრეთვე

• კეთილშობილი ლითონები

რესურსები ინტერნეტში

• როდიუმი chemistry.ge-ზე
• როდიუმი Webelements-ზე
• როდიუმი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში დაარქივებული 2007-09-30 საიტზე Wayback Machine.

სქოლიო

პორტალი ქიმია