铱

物理性質

銥屬於鉑系金屬，和鉑一樣呈白色，但夾雜少許黃色。銥堅硬易碎，熔點也非常高，所以很難鑄造和塑形。製造工序因此一般使用粉末冶金。銥是唯一一種在1600 °C以上的空氣中仍保持優良力學性質的金屬。其沸點極高，在所有元素中排第10位。銥在0.14 K以下會呈現超導體性質。
銥的彈性模量僅次於鋨，為所有金屬中第二高。其剪切模量很高，泊松比很低，因此具有很高的剛度，這使得銥非常難以加工生產。儘管生產不易且價格昂貴，但在現代科技所需的極端條件下，機械強度很高的銥元素仍然擁有多項應用。
銥的密度在所有元素中排第二位，僅比鋨稍低（低約0.12%）。由於兩元素密度值十分相近且測量不易，所以其密度相對高低一度並沒有定論。不過，X射線晶體學技術的發展使得測量密度時的準確度大大提高，最終以這種方法所得出銥和鋨的密度值分別為22.56 g/cm³和22.59 g/cm³。

化學性質

銥是抗腐蝕性最強的金屬之一：它能夠在高溫下抵禦幾乎所有酸、王水、熔融金屬和矽酸鹽。但是某些熔融鹽，如氰化鈉和氰化鉀以及氧和鹵素（特別是氟）在高溫下還是可以侵蝕銥的。

同位素

銥有兩種自然穩定同位素：¹⁹¹Ir和¹⁹³Ir，豐度分別為37.3%和62.7%。已人工合成的放射性同位素共有34種，質量數從164至199不等。¹⁹²Ir夾在兩個穩定同位素之間，也是最穩定的放射性同位素，半衰期為73.827天。這一同位素在近距離治療和工業射線照相技術中具有用途，特別是在天然氣工業中用於無損檢測鋼鐵的焊接處。銥-192曾造成多宗輻射意外。另外有三個同位素的半衰期在一天以上：¹⁸⁸Ir、¹⁸⁹Ir和¹⁹⁰Ir。質量數低於191的同位素會同時進行β⁺衰變、α衰變以及質子發射，但有兩者除外：¹⁸⁹Ir進行電子捕獲，而¹⁹⁰Ir進行正電子發射。質量數高於191的同位素則進行β⁻衰變，其中¹⁹²Ir會少量進行電子捕獲。所有銥同位素都是在1934至2001年間發現的，其中最新發現的是¹⁷¹Ir。
銥共有32種已知同核異構體，質量數介乎164到197。最穩定的同核異構體是¹⁹²ᵐ²Ir，它會經同核異能躍遷，半衰期為241年，因此比所有處於基態的放射性同位素都要穩定。最不穩定的異構體是¹⁹⁰ᵐ³Ir，其半衰期只有2微秒。¹⁹¹Ir是所有元素中首個被證實呈現穆斯堡爾效應的同位素。該同位素應用在穆斯堡爾光譜分析中，在物理學、化學、生物化學、冶金學和礦物學等領域都有用到。

歷史

銥的發現與鉑以及其他鉑系元素息息相關。古衣索比亞人和南美洲各文化的人自古便有使用自然產生的鉑金屬，當中必定含有少量其他鉑系元素，這也包括銥。17世紀西班牙征服者在今天的哥倫比亞喬科省發現了鉑，並將其帶到歐洲。然而直到1748年，科學家才發現它並不是任何已知金屬的合金，而是一種全新的元素。
當時研究鉑的化學家將它置於王水 （氫氯酸和硝酸的混合物）當中，從而產生可溶鹽。製成的溶液每次都留下少量深色的不可溶殘留物。約瑟夫·普魯斯特曾以為這一殘留物是石墨。法國化學家維多·科萊-德科提爾（Victor Collet-Descotils）、福爾克拉伯爵安東萬·弗朗索瓦（Antoine François, comte de Fourcroy）和路易·尼古拉·沃克朗（Louis Nicolas Vauquelin）在1803年也同樣觀察到了這一黑色殘留物，但因量太少而沒有進行進一步實驗。
1803年，英國化學家史密森·特南特分析了殘留物，並推斷其中必含新的金屬元素。沃克朗把該粉末來回在酸鹼中浸洗，取得了一種揮發性氧化物。他認為這是新元素的氧化物，並把新元素命名為「ptene」，源於希臘文的「πτηνος」（ptènos），即「有翼的」。特南特則擁有更大量的殘留物，並在不久後辨認出兩種新元素，也就是鋨和銥。在一連串用到氫氧化鈉和氫氯酸的反應之後，他製成了一種深紅色晶體（很可能是Na₂[IrCl₆]·nH₂O）。銥的許多鹽都有鮮豔的顏色，所以特南特取希臘神話中的彩虹女神伊麗絲（Ἶρις，Iris）之名，把銥命名為「Iridium」。元素的發現被記錄在1804年6月21日致皇家學院的一封信中。
1813年，英國化學家約翰·喬治·求爾德倫（John George Children）首次熔化銥金屬。1842年，羅伯特·海爾（Robert Hare）首次取得高純度銥金屬。他量得的銥密度為21.8 g/cm³，並發現這一金屬幾乎不可延展，且硬度極高。1860年，亨利·愛丁·聖克萊爾·德維爾和朱爾·亨利·德布雷（Jules Henri Debray）第一次大量熔化銥。每公斤銥的熔化過程需要燃燒超過300升的純O₂和H₂。
銥如此難熔化塑性，這大大限制了它的實際應用。約翰·艾薩克·霍金斯（John Isaac Hawkins）在1834年發明了裝有銥造筆尖的金質鋼筆。1880年，約翰·霍蘭德（John Holland）和威廉·洛弗蘭德·達德利（William Lofland Dudley）利用磷大大簡化了銥的熔化過程，並在美國申請了專利。英國莊信萬豐公司之後表示，他們早在1837年就開始使用類似的方法熔解銥，而且已在多個世界博覽會展出經熔融製成的銥。奧托·佛斯納（Otto Feussner）在1993年第一次在熱電偶中使用銥﹣釕合金材料，使這種新型器材能夠測量高達2000 °C的溫度。
1957年，魯道夫·穆斯堡爾在只含¹⁹¹Ir的固體金屬樣本中，發現原子能夠進行無反衝的γ射線共振發射及吸收。他所進行的實驗是20世紀標誌性的物理實驗之一。此現象稱為穆斯堡爾效應（其他呈現該效應的原子核也陸續被發現，如⁵⁷Fe），是穆斯堡爾譜學的中心原理，在物理學、化學、生物化學、冶金學和礦物學中都有重要的應用。論文發布的僅僅3年之後，即1961年，穆斯堡爾就因這一發現獲得了諾貝爾物理學獎，時年32歲。

存量

銥是地球地殼中最稀有的元素之一，平均質量比例只有百萬分之0.001。金的豐度是它的40倍，鉑是它的10倍，而銀和汞都是它的80倍。碲的豐度與銥相近，另外只有三種穩定元素比銥更加稀有：錸、釕和銠，其中後兩者的豐度是銥的十分之一。相比之下，銥在隕石裡的含量則高很多，一般在百萬分之0.5以上。科學家相信，銥在整個地球的含量比在地殼中的含量高很多，但由於它密度高，而且具親鐵性，所以在地球仍處於熔融狀態時，就已沉到地球的內核了。
銥在自然中以純金屬或合金的形態出現，尤其是各種比例的銥﹣鋨合金。鎳和銅礦藏中含有鉑系金屬的硫化物（如(Pt,Pd)S）、碲化物（如PtBiTe）、銻化物（PdSb）和砷化物（如PtAs₂）。這些化合物中的鉑會被少量的銥和鋨元素取代。與其他鉑系元素一樣，銥可以形成自然鎳合金及銅合金。
地殼中有三種地質結構的銥含量最高：火成岩、撞擊坑以及前二者演化而成的地質結構。最大的已知礦藏有南非的布希維爾德火成雜岩體、俄羅斯的諾里爾斯克及加拿大的索德柏立盆地等。美國有較小的銥礦藏。銥也出現在次生礦藏中，與沖積層礦藏中的鉑以及其他鉑系元素結合。前哥倫布時期哥倫比亞喬科省居民所用的沖積層礦藏至今仍是鉑系元素的一大來源。截至2003年，並沒有數據記錄全球銥儲藏量。

白堊紀﹣第三紀界線

6600萬年前形成的K-T界線記錄了從白堊紀到古近紀的轉捩點，此地層的黏土的銥含量異常高。路易斯·阿爾瓦雷茨為首的研究團隊在1980年提出假說，指這一地層中的銥是小行星或彗星撞擊地球時帶來的。這一理論稱為阿爾瓦雷茨假說，目前被公認為恐龍滅絕的最佳解釋。後來人們在中美洲尤卡坦半島地底發現了約6600萬年前形成的大型撞擊坑，即希克蘇魯伯隕石坑，這很可能就是阿爾瓦雷茨假說中那顆隕石的撞擊地點。杜威·麥克林（Dewey M. McLean）等人則認為是火山活動把銥帶到地球表面的，因為地球深處存在更多的銥元素，而且許多火山至今仍在放出銥，如留尼旺島上的富爾奈斯火山。

應用

銥的需求量從2009年的2.5噸升至2010年的10.4噸。這主要是因為電子相關應用的需求量從0.2噸升至6噸：銥製坩堝被廣泛用於大型高質量單個晶體的生產，而這些晶體的需求在這段時間大大提高。銥的消耗量預期將因為積累的坩堝庫存而飽和，這在2000年代也曾經發生過。其他重要應用還包括火花塞（2007年消耗0.78噸）、氯鹼法所用的電極（同年消耗1.1噸）以及化學催化劑（同年消耗0.75噸）。

工業及醫學

銥的應用大部份運用其高熔點、高硬度和抗腐蝕性質。銥金屬以及銥﹣鉑合金和鋨﹣銥合金的耗損很低，可用來製造多孔噴絲板。噴絲板用於把塑料聚合物擠壓成纖維，例如人造絲。鋨﹣銥合金也可以用於指南針軸承和計重秤。
銥的耐腐蝕、耐高溫性質很強，所以非常適合作為合金添加物。飛機引擎中的一些長期使用部件是由銥合金組成的，銥﹣鈦合金也被用作水底管道材料。加入銥可提升鉑合金的硬度。純鉑的維氏硬度為56 HV，而含50%銥的鉑合金硬度可超過500 HV。
銥也常被用於須承受高溫的儀器當中。比如，柴可拉斯基法使用銥製高溫坩堝，產生單個氧化物晶體，如藍寶石、釓鎵石榴石和釔鋁石榴石等。這些晶體被用於電腦記憶體和固態雷射器零件當中。銥合金能夠抵禦電弧侵蝕，所以是火花塞電觸頭的理想材料。
Cativa催化法是把甲醇轉變為乙酸的過程，可使用銥化合物作為催化劑。
放射性同位素銥-192在γ射線照相中是一種重要的能源，有助對金屬進行無損檢測。另外，近距離治療利用¹⁹²Ir所釋放的γ射線來治療癌症。這種治療方法把輻射源置於癌組織附近或裡面，可用於治療前列腺癌、膽管癌及子宮頸癌等。

科學

1889年製成的國際米原器和國際公斤原器是由含90%鉑和10%銥的合金組成的，原器由位於巴黎附近的國際度量衡局保存。米的定義在1960年改為氪的發射光譜中的一條譜線，但公斤的定義仍然是公斤原器（至2019年5月20日）。
航海家號、維京號、先鋒號和卡西尼－惠更斯號、伽利略號和新視野號等無人宇宙飛船都有使用含有銥的放射性同位素熱電機。由於熱電機要承受高達2000 °C的高溫，所以包裹著鈈-238同位素的容器是以既堅硬又耐高溫的銥所製。
銥還被用於X射線望遠鏡中。錢德拉X射線天文台的反射鏡上有一層60奈米厚的銥塗層。在測試過多種金屬之後，銥的X射線反射能力證明比鎳、金和鉑都要優勝。這層銥的平滑程度要有幾個原子以內的準確度，須在氣態下在高真空環境中塗在鉻底層上。
粒子物理學在反質子的產生過程中也用到銥。過程中，高強度質子束射向密度必須很高的「轉換目標體」。雖然可以使用鎢，但銥的優勝之處在於，它可以更穩定地承受入射粒子束使溫度升高時所造成的衝擊波。
碳-氫鍵活化反應（C–H活化）是斷開碳-氫鍵的反應。這種鍵在以前曾被認為具有低反應性。科學家在1982年宣布首次成功活化飽和烴中的C–H鍵，反應使用銥的有機配合物，使烴進行氧化加成。
銥配合物可以用來催化不對稱氫化反應。這類催化劑已被用於合成天然產物，並能夠把本來難以氫化的基底（例如非官能團化烯烴等）氫化成其中一種對映異構體 。
銥可以形成多種配合物，在有機發光二極體（OLED）當中起到作用。

已淘汰的用途

銥﹣鋨合金曾被加入到鋼筆筆尖中。1834年開始，一些鋼筆生產商開始把銥安裝在金筆尖上，這是銥的首個主要應用。自1944年起，著名的派克51鋼筆就有含釕﹣銥合金的筆尖，合金中的銥含量為3.8%。今天的鋼筆筆尖幾乎不再含有銥，而是含其他的金屬，例如鎢。
銥﹣鉑合金曾經用於加農炮的點火孔和排氣孔。根據1867年巴黎世界博覽會的一份報告，莊信萬豐所展出的一份展品「曾在一把魏渥斯步槍中經歷超過3000發，仍無損無耗。所有知道火炮排氣孔損耗所導致的麻煩和花費的人，都會非常欣賞這一重要的應用」。
「銥黑」是一種含有非常細緻銥粉末的染料，可以把瓷器染成很深的黑色。有19世紀的文獻稱「所有其他的黑色瓷器染料與它一比較，都變成了灰色」。

安全

成塊的銥金屬沒有生物用途亦無害，因為它不與生物組織反應。人體組織內的銥比例只有一兆（萬億）分之二十左右。和大部份金屬一樣，銥的金屬細粉具有危險性。這樣的粉末會刺激組織，且容易在空氣中燃燒。由於銥化合物的處理量一般都很低，所以人們對其毒性所知甚少。大部份銥化合物都不可溶，所以很難被人體吸收；不過銥的可溶鹽，如各種鹵化銥，則具有毒性。
¹⁹²Ir同位素和其他放射性同位素一樣是危險的。唯一的相關意外是在近距離治療時受該同位素輻射的意外照射。¹⁹²Ir所放出的高能伽馬射線會提高患癌症的可能性。外照射可導致燒傷、輻射中毒甚至死亡。攝入¹⁹²Ir可導致腸胃內膜燒傷。進入體內的¹⁹²Ir、¹⁹²ᵐIr和¹⁹⁴ᵐIr主要會積累在肝臟中，所放出的伽馬射線和β輻射會對身體造成損害。