ఇరీడియం

Question: హీలియం గ్యాస్ పరమాణు భారం ఎంత?



మౌలిక పరిచయం
ఇరీడియం మూలకాల ఆవర్తన పట్టికలో 9 వ సమూహం /సముదాయము, d బ్లాకు, 6వ పిరియాడుకు చెందిన రసాయనికమూలకం.ఇది ఒక పరివర్తక లోహం[5].
ఆవిష్కరణ
స్మిత్ సన్ టేన్నంట్ (Smithson Tennant) ఇరీడియం మూలకాన్ని1803లో కనుగొన్నాడు[5].ప్లాటినం యొక్క కరుగని మలినాలనుండి, ఈ మూలకాన్ని వేరు చేసాడు.గ్రీకు దేవత అయిన ఇరిస్ ( Iris) పేర ములకానికి ఇరీడియం అని పేరు ఖరారు చేసారు.
1803 లో బ్రిటిష్ శాస్త్రవేత్త స్మిత్ సన్ టేన్నట్ (Smithson Tennant:1761–1815, ప్లాటినాన్ని అక్వారిజియా (నైట్రిక్ ఆమ్లం, హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం మిశ్రమం) లో ఆమ్లంలో కరుగు లవణాలను ఉత్పత్తి చేయ్యుటకై కలిపి నప్పుడు, స్వల్ప ప్రమాణంలో ఏర్పడిన నల్లటి కరుగని అవక్షేపము ( ఆమ్లంలో కరుగని ఈ పదార్ధాన్ని) ను విశ్లేషించి, ఇదిఒక కొత్త మూలకమని నిర్ధారణకు వచ్చాడు . వ్యాకులిన్ (Vauquelin) ఈ పదార్థాన్ని క్షార ము తరువాత ఆమ్లంతో lternatelyచర్య జరిపి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఆవిరిగా మారు ఆక్సైడును ఉత్పత్తి చేశాడు . ఇలా ఏర్పడిన ఆక్సైడును ఆయన కొత్త లోహంగా భావించి దానికి pteneఅని నామకరణం చేసాడు.
దీనికి గ్రీకు పదం πτηνός ptēnós, "మూలం, దాని అర్థంరెక్కలు కలిగిన ( winged) . ఎక్కువ పరిమాణంలో అక్వారిజియాలో కరుగని నల్ల పదార్థంపై టేన్నట్ తన పరిశోధనను కొనసాగించి ఈ నల్లటి పదార్థం నుండి ఇరీడియం, మరియు ఆస్మియం అనురెండు కొత్త ములాకాలను గుర్తించాడు. ఈ మూలకానికి ఆయన రెక్కలు కలిగిన గ్రీకు ఇంద్రధనస్సు దేవత Iris (Ἶρις, పేరుమీద ఇరీడియం అని పేరు ఖరారు చేసాడు.
చరిత్ర
ఇరీడియం మూలకం వినియోగం, కనుగోనటం ప్లాటినం మరియు ప్లాటినం సముదాయ/సాముహ మూలకాల వినియోగం మరియు చరిత్రతో ముడి పడి యున్నది. ప్రాచీన ఇజిప్టులు, దక్షిణ అమెరికన్లు నాగరికత పరి జ్ఞానములో ప్లాటినము, ఇరీడియంల వాడకం ఉన్నట్లుగా తెలుస్తున్నది. ప్లాటినం యురోపులో ప్లాటిన (అనగా చిన్న వెండి) అనే పేరుతో వాడుకలోకి వచ్చింది. 17 వ శతాబ్దిలో కొలంబియాలో స్పానిష్ విజేతలు గుర్తించారు. అయితే ఇది ఇతర తెలిసిన లోహాల మిశ్రమం కాదని గుర్తించారు.
రసాయన శాస్త్ర వేత్తలు ప్లాటినాన్ని అక్వారిజియా (నైట్రిక్ ఆమ్లం, హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం మిశ్రమం) లో ఆమ్లంలో కరుగు లవణాలను ఉత్పత్తి చేయ్యుటకై కలిపినప్పుడు, స్వల్ప ప్రమాణంలో నల్లటి కరుగని అవక్షేపము ఏర్ప డటాన్ని గమనించారు. జోసెప్ లూయిస్ ప్రౌస్ట్ (Joseph Louis Proust ) అను శాస్త్రవేత్త దానిని గ్రాపైట్గా తలంచాడు. ఫ్రెంచి రసాయన వేత్తలు Victor Collet-Descotils, Antoine Françంis, comte de Fourcroy, మరియు Louis Nicolas Vauquelin లు కుడా ఇలా అక్వారిజియాలో కరుగని నల్లని శేష పదార్దాన్ని 1803 గుర్తించారు. అయితే పరిశోధనకు అవసరమైన పరిమాణంలో సేకరించలేక పోయారు.
లభ్యత
భూమిలో లభించు అరుదైన మూలకాలలో ఒకటి ఇరీడియం.ఎక్కువ ఇరీడియం లోహము దక్షిణ ఆఫ్రికా నుండి లభింస్తున్నది. సంవత్సరానికి మూలకం ఉత్పత్తి మూడు టన్నులు మించి లభించదు[6], దీనిని బట్టియే తెలుస్తున్నది, ఈ మూలకం ఎంత అరుదైన మూలకమో. ఇరీడియం యొక్క స్వాభావికంగా లభించు ఐసోటోపులు 191Ir మరియు193Ir.ఇవి స్థిరమైనవి.ఈ రెండింటిలో 193Ir ఎక్కువ పరిమాణంలో (62.7%) లభిస్తుంది[7]. ఇరీడియం భూమిలో కన్నా ఉల్కలలో పుష్కలంగా లభిస్తుంది. ప్రస్తుతం భూమి ఉపరితలం మీద భూమ్యుపరితలం శిలలోలభించు మూలకం కన్న భూమి అంత ర్భాగంలో ఎక్కువ ఇరీడియం ఉన్నదని అంచనా .భూమి ప్రారంభ దశలో ఏర్పడిన ఇరీడియం ఎక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉండటం, ఇనుము త్వరగా బంధం ఏర్పరచుగుణం వలన ప్రస్తుతం భూమి యొక్క లోపలి భాగంలో ఇనుముతో పారు భారి పరిమాణంలో ఇరీడియం కుడా ఉన్నదని భావిస్తున్నారు.
ఇరీడియాన్ని కలిగిన ఖనిజాలనుకలిగిన గనులు దక్షిణ ఆఫ్రికా, అలస్కా, అమెరికా, మయన్మార్, బ్రెజిల్, రష్యా మరియుఆస్ట్రేలియా లలో ఉన్నాయి.20 వ శతాబ్దిలో ఇరీడియం ఎక్కువ ఉత్పత్తి చెయ్యు దేశం దక్షిణ ఆఫ్రికా.[7]
భౌతిక లక్షణాలు
ఇరీడియం ఒక పరివర్తక మూలకం.పరమాణు సంఖ్య 77. పరమాణు భారం 192.217[6]. ఎలక్ట్రాను విన్యా సం [Xe] 6s2 4f14 5d7. ఈ మూలకం యొక్క సంకేత అక్షరము Ir.ఇరీడియం గట్టిగా, పెళుసుగా ఉండు, వెండి లా తెల్లగా మెరయునటు వంటిలోహం. ఇది ప్లాటినం సముదాయానికి చెందిన మూలకం[6]. ఆస్మియం మూలకం తరువాత బరువైన మూలకం ఇరీడియం. మూలకం యొక్క సాంద్రత, గదిఉష్ణోగ్రత వద్ద 22.56 గ్రాములు /సెం.మీ3. ద్రవస్థితిలో ఇరీడియం యొక్క సాంద్రత 19.0 సెం.మీ3. లోహ క్షయకరణను 2000°C వద్ద కుడా తట్టుకొను గుణమున్న మూలకం ఇరీడియం. అయితే కొన్ని రకాల ద్రవీ కృత కరిగినస్థితిలోని (molten) లోహ లవణాలు, హలోజనులు కొంతమేర ఇరీడియం మీద క్షయకరణ ప్రభావం చూపించును. మొత్తటి నుసి, పొడిలా చెయ్యబడిన ఇరీడియం చురుకైన ప్రతిక్రియా శీలతను ప్రదర్శించు ను. అంతే కాదు పుడిగా ఉన్నప్పుడు త్వరగా మండే గుణమున్నది.మూలకం యొక్క మోలారు ఘనపరిమాణం196/cm3 ఇరీడియం యొక్క ఉష్ణవాహకశక్తి 206/Wm‑1 K‑1[8]
ప్లాటినియం లోహ సముదాయానికి చెందిన ఇరీడియం, తెల్లగా ప్లాటినాన్ని పోలి యుండి, కొద్దిగా పసుపు ఛాయకలిగి యుండును.ఎక్కువ కఠీనత్వం, పెళుసు తనం, ఎక్కువ ద్రవీభవన స్థానం కలిగి ఉండటం వలన ఘనస్థితిలో ఉన్న మూలకాన్ని యంత్రముల మీద కావలసిన రూపానికి మలచుట కష్టం. ఈ మూలకాన్ని వేడిచేసిన 1, 600°C వద్ద, కావలసిన రూపానికి మలచుకొనే ధర్మాలను కలిగి యున్నది. మూలకాలలో అధిక మరుగు స్థానం కలిగిన పది మూలకాలలో ఇరీడియం లోహం ఒకటి. ఇరీడియం యొక్క మరుగు ఉష్ణోగ్రత 4428°C[5].ఇరీడియం 0.14 Kవద్ద సూపరు వాహకం (సూపర్ కండక్టరు) గా పనిచేయును.
ఇరీడియం యొక్క స్థితి స్థాపకత గుణము ఆస్మియం లోహాన్ని మినహాయించి, అన్నిలోహాలకన్న ఎక్కువ. ఇరీడియం యొక్క సాంద్రత ఆస్మియం లోహం కన్న కొద్దిగా తక్కువ. ఎక్సురే క్రిస్టలోగ్రాపిక్ డేటా ప్రకారం ఇరీడియం సాంద్రత 22.56 గ్రాము/సెం.మీ3., ఆస్మియం సాంద్రత 22.59 గ్రాము /సెం.మీ3.
రసాయనిక ధర్మాలు
మానవునికి ప్రస్తుతం తెలిసున్న లోహాలలో ఎక్కువ అరుగుదల/క్షయికరణను తట్టుకొను గుణమున్న లోహాలలో ఇరీడియం ముఖ్యమైనది[5]. ఇరీడియం ఆమ్లాల, ఆక్వారిజియా, ద్రవ లోహాలు, సిలికేటుల నుండి క్షయికరణను, అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కుడా సమర్ధవంతంగా నిలువరించగల లక్షణం కలిగియున్నది. సోడియం సైనైడ్, పొటాషియం సైనైడ్ వంటి లవణాలు ద్రవ స్థితిలో కొంతమేరకు ఇరీడియం పై క్షయికరణ ప్రభావం చూపును. అలాగే అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతలో ఆక్సిజన్, మరియు హలోజనుల ఇరీడియం క్షయించు స్వాభావాన్ని ప్రదర్శించును.
ఈ మూలకము క్లోరినుతో రసాయనిక చర్య వలన ఏర్పరచు లవణాలు, మరియు ఆమ్లాలు ముఖ్యమైనవి. ఇరీడియంననుండి కూడా చాలా కర్బనలోహ మిశ్రమ ద్రవ్యములు/ సమ్మేళనాలు ఏర్పడును. ఇరీడియం యొక్క ర్బనలోహమిశ్ర సంమేళనాలను పారిశ్రామికరంగంలో ఉత్ప్రేరణం కల్గించుటకు, పరిశోధనలోను ఉపయోగిస్తారు.
సమ్మేళనాలు
ఆక్సీకరణ స్థాయి -3 నుండి +9 వరకు కలిగిన సమ్మేళనాలను ఇరీడియం ఏర్పరచును. అతిసాధారణఆక్సీకరణ స్థితులు +3 మరియు +4.. +6 ఆక్సీకరణ స్థాయి కలిగిన సమ్మేళనాలు అరుదు..+6 ఆ క్సికరణ స్థాయి కలిగిన సమ్మేళనాలు IrF6, Sr2MgIrO6 మరియు Sr2CaIrO6.2009 లో ఇరీడియం పెరోక్సో కాంప్లేక్సును, మార్టిక్సు ఐసోలేషను పరిస్థితి వద్ద (6 K in Ar) అతినీలలోహితకిరణాల ఉద్యోతనము (UV irradiation) వలన ఇరీడియం (VIII) ఆక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చెయ్యడం జరిగింది.ఇది పెద్ద పరిమాణంలో, ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతవద్ద దీని స్థిరత్వం తక్కువ.ఈ సమ్మేళనం ఆక్సికరణ సంఖ్య+9[9]

ఇరీడియం యొక్క ఆక్సైడ్‌లలో గోధుమ రంగులో, పుడి రూపంలో ఉంది, గుణగణాలు బాగా తెలిసింది.ఇరీడియం డై ఆక్సైడ్ సమ్మేళనం.ఇరీడియం +4, +5 ఆక్సీకరణ స్థాయిలతో K2IrO3 మరియు KIrO3 వంటి ఇరీడేట్స్ (iridates) సమ్మేళనాలను ఏర్పరచును. పొటాషియం ఆక్సైడ్ లేదా పొటాషియం సూపర్ ఆక్సైడ్‌లు ఇరీడియంతో అధిక ఉష్ణోగ్రతలో సంయోగం చెందటం వలన ఇరీడియం ఐరిడేట్స్ ఏర్పడును.అలాగే ఇరీడి యం సల్ఫరుతో డైసల్ఫిడులను, సేస్క్వి సల్ఫైడులను (sesquisulfides, సేలినియంతో డై సెనినాయిడులు, సేస్క్వి సేలినాయిడు (sesquiselenides) సమ్మేళనాలను ఏర్పరచును. ఇరీడియానికి సంబం ధించి ఒంటరి హెలాయిడ్ (mono halides, డై హెలాయిడులు (dihalides) లేవు. ఇరీడియం +4 ఆక్సీకరణ స్థాయిమించిన సమ్మేళనాలు టెట్రా ఫ్లోరైడ్, పెంటా ఫ్లోరైడ్, హెక్సా ఫ్లోరైడ్‌లను ఏర్పరచును. పసుపు వర్ణంలో ఉండు ఘన ఇరీడియం హెక్సా ఫ్లోరైడ్ (IrF6) సమ్మేళనం, ఎనిమిది భుజ సౌష్టవ అణు నిర్మాణ ము కలిగి, అతి త్వరగా ఆవిరిగా మారే గుణముకల్గి, రసాయనికంగా ఎక్కువ చర్య శీలత ప్రదర్శించును.ఇరీడియం హెక్సా ఫ్లోరైడ్ నీటిలో, ఇరీడియం టెట్రా ఫ్లోరైడ్, ఇరీడియంగాగా వియోగం చెందును.
హెక్సా క్లోరో ఇరిడిక్ ఆమ్లం (H2IrCl6) మరియు ఇరీడియం అమ్మోనియం లవణాలు పారిశ్రామికంగా ప్రాముఖ్యత ఉన్నఇరీడియం సమ్మేళనాలు. ఇవి ఇరీడియం లోహాన్ని శుద్ధి చేయుటకు, ఇతర ఇరీడియం సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చెయ్యుటకు precursorsగా పనిచేయును. అలాగే ఆనోడుల మీద పూత (coating ) గా కూడా పనిచేయును.IrCl2−6 అయాను ముదురు గోధుమ రంగు కలిగి యుండి, తేలిక రంగు ఉన్న IrCl3−6 అయానుగా క్షయికరన చెందును.అలాగే IrCl3−6 అయానుముదురు రంగు IrCl2−6 అయానుగా మారును.
650°Cవద్ద ఇరీడియం పుడిని నేరుగా క్లోరిన్ వాయువుతో ఆక్సీకరణ కావించడం వలన నిర్జల (anhydrous) ఇరీడియం ట్రై క్లోరైడ్ (IrCl3) ను ఉత్పత్తి చెయ్యవచ్చును.లేదా ఇరీడియం ట్రై ఆక్సైడును (Ir2O3) ను హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లంలో కరగించడం వలన కూడా జలయోజిత ( hydrated) ఇరీడియం ట్రై క్లోరైడ్ను తయారు చెయ్యవచ్చును.ఇరీడియం ట్రై క్లోరైడును ఇతర ఇరీడియం సమ్మేళన పదార్థాల ఉత్పత్తికి ప్రారంభ పదార్థంగా పనిచేయును.ఇతర ఇరీడియం సమ్మేళనాల ఉత్పత్తికి ప్రారంభ రసాయనంగా ఉపయోగించు మరో సమ్మేళనం హెక్సా క్లోరో ఇరిడేట్ ( (NH4) 3IrCl6) .ఇరీడియం (III) సంకీర్ణ (complexes) సమ్మేళనములు అన్నియు డయామాగ్నెటిక్, ఇవి సాధారణంగా octahedral molecular geometry కలిగి యుండును.
కర్బన ఇరీడియం సమ్మేళనాలు (Organoiridium compounds)
కర్బన ఇరీడియం సమ్మేళనాలలో (Organoiridium compounds) ఇరీడియం-కార్బను బంధాలను కలిగి యుండి, ఇరీడియం తక్కువ ఆక్సీకరణ స్థాయిని కలిగి యుండును. ఉదాహరణకు ఇరీడియం యొక్క బైనరి కార్బోనైల్ అయిన టెట్రా ఇరీడియం డోడొకో కార్బోనైల్ (Ir4 (CO) 12) లో ఆక్సీకరణ స్థాయి సున్నా స్థితిలో ఉంది.ఈ సమ్మేళనం ఇరీడియం యొక్క సాధారణ మైన, స్థిరమైన బైనరి కార్బోనైల్. ఈ సమ్మేళనంలో ప్రతి ఇరీడియం పరమాణువు మరో మూడు ఇరి డియం పరమాణువుతో బంధమే ర్పరచుకొని చతుర్భుజ సౌష్టవసమూహము/ గుంపుగా (clusterగా) ఉండును.
ఐసోటోపులు
ఇరీడియం ప్రకృతి సిద్ధంగా, స్వాభావికంగా లభించు స్థిరమైన రెండు ఐసోటోపులు 191Ir and 193Ir, లను కలిగియున్నది[8]. ఇందులో ప్రకృతిలో లభించు ఇరీడియంలో 191Ir ఐసోటోపు 37.3%, 193Ir ఐసోటోపు 62.7% ఉండును.కనీసం 34 రకాల, భారసంఖ్యను 164-199 మధ్య కలిగిన రేడియో ఐసోటోపులను ఉత్పత్తి చెయ్యడం జరిగింది. వీటిలో 192Ir రేడియో ఐసోటోపు మిగతా వాటికన్నకొంచెము స్థిరమైన 73.287 రోజుల అర్ధజీవిత కాలాన్ని కలిగి, బ్రాచి థెరపిలో ఉపయోగంలో యున్నది.దీనిని క్యాన్సరు చికిత్సలో ఉపయోగిస్తారు[10]
వినియోగం
ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద క్షయకరణను తట్టుకొనుట అవసరమైన చోట ఇరీడియం తోచేసిన పరికరాలను వాడెదరు. స్పార్కు ప్లగ్గులలో, ఎలక్ట్రోడు తయారీలో, మూసలు తయారిలో, ఇరీడియం ఉపయోగిస్తారు. ఇరీడియం యొక్క రేడియో ఐసోటోపులను రేడియో ఐసోటోపు థెర్మోఎలక్ట్రిక్ జనరేటరులలో ఉపయోగిస్తారు. ముఖ్యంగా ఈ ఐసోటోపును గ్యాసు మరియు ఆయిల్ పరిశ్రమలలో స్టీలు వెల్డింగ్ నాణ్యతను పరీక్ష చేయుటకు వాడెదరు.
ఇరీడియం-ఆస్మియం ల మిశ్రమ లోహాన్ని సిరాతో వ్రాయు వ్రాత కలాల పాళీ తయారులో విరివిగా వాడేవారు. 1944 నుండి, ప్రపంచ ప్రఖ్యాతిగాంచిన పార్కర్ 51 కలంయొక్క పాళీని రుథేనియం-ఇరీడియం మిశ్రమ లోహం (ఇరీడియం 3.8%) తొ చేసినదే. ఇప్పటికి పౌం టైన్ కలాల పాళిని ఇరీడియం అని పిలుస్తారు. ప్రస్తుతం పాళిలను టంగ్‌స్టన్ వంటి లోహాలతో చేస్తున్నారు. ప్రస్తుతం ఇంకుతో వ్రాయు పౌంటైన్ పెన్నుల వాడకం కనుమరుగై, జెల్, బాల్ పెన్నుల యుగం ఆరంభమైంది.
గతంలో పారిస్‌లో ప్లాటినం, ఇరీడియంల మిశ్రమ ధాతువుతో చేసిన మీటరు కొలత బద్దను ప్రామాణిక కొలత బద్దగా అంగీకరించారు. ప్రస్తుతం క్రిప్టాన్తో చేసిన దానిని ప్రామాణికంగా తీసుకుంటున్నారు[8]
జాగ్రత్తలు
ఇరీడియం పెద్దమొత్తంలో లోహారూపంలో కాని, ఇతరాత్ర జీవన ప్రక్రియ రీత్యా ఆరోగ్య పరంగా హానికారకం కాదు. ఇది జీవకణాలతో ఎటువంటి చర్యాహితం కాదు. మానవుని దేహ వ్యవస్థలో దీని ఉనికి 20 ppt (parts per trillion) మాత్రమే. అయితే పుడిగా ఉన్న ఇరీడియాన్ని జాగ్రత్తగా వ్యవహారించాలి, లేనిచో గాలిలోకల్సి మండు అవకాశం ఉంది. ఇరీడియం సమ్మేళనాల యొక్క వినియోగం తక్కువ కావటం వలన, మానవుల పై వీటి విషప్రభావం గురించి అంతగా తెలియదు. నీటిలో కరుగు ఇరీడియం హేలనాయిడులు కొంతవరకు ప్రమాదకరం. మిగతా లోహాల రేడియో ధార్మికత ఉన్న ఐసోటోపులవలె, ఇరీడియం మూలకం యొక్క రేడియో దార్మికత ఉన్న ఐసోటోపు 192Ir, కూడా ప్రమాదకరం. ఇరీడియం -192 రేడియో ఐసోటోపును బ్రాచి థెరపిలో వాడెదరు. ఈ ఐసోటోపునుండి వెలువడు ఎక్కువ శక్తివంతమైన గామా ధార్మిక కిరణాల వలన కాన్సర్ వచ్చు అవకాశం ఉంది.
దేహ బాహ్య భాగాలు రెడియోసను ప్రాభావానికి గురైనచో, దేహ భాగాలు కాలడం, radiation poisoning గురి కావడం, మరణం సంభవించడం వంటివి జరుగవచ్చును. కడుపులోకి వెళ్ళినచో జీర్ణ కోశం, ప్రేవుల లోపలి గోడల పొరలు కాలిపోవును, మరణం సంభవించవచ్చును.
ఇవికూడా చూడండి
ఆవర్తన పట్టిక
మూలకాలు
మూలాలు



వర్గం:మూలకాలు
వర్గం:రసాయన శాస్త్రము