四氧化锇

四氧化锇是化学式为OsO4的化合物。尽管锇在地壳中含量稀少，四氧化锇仍有很多用途。它有很多有趣的性质，其中之一是挥发性。

物理性质 
纯四氧化锇是无色的，但因通常混有少量二氧化锇（OsO2）而呈黄褐色。OsO4可溶于四氯化碳（CCl4），微溶于水，与水反应生成锇酸（见下文）。OsO4具有挥发性，常温下易升华。气味与臭氧相似。锇的名称起源于希腊文的“osme”，意思是“臭味”。

结构和电子排布 
锇(VIII)是d0金属離子，因此当Os(VIII)的配位数为四时，其形状应是四面体构型。还有MnO4−和CrO42−也是四面体构型。

OsO4中锇的化合价为+8，这是过渡金属的最高化合价。锇原子有8个价电子。如果假设每个Os-O键都提供两个电子，则该络合物总共有16个电子，与高锰酸根离子和铬酸根离子一样。

合成 
粉末状的锇在常温下与O2缓慢反应，生成OsO4。块状的锇则须加热至670 K才能被氧气氧化。 

Os + 2 O2 → OsO4

反应

氧氟化物 
锇有很多种氧氟化物，都对潮湿非常敏感。
在77K的低温下，四氧化锇与二氟化氪在氢氟酸溶液中反应，生成紫色的 顺式-OsO2F4。

 OsO4 + 2 KrF2 → cis-OsO2F4 + 2 Kr + O2 

OsO4与F2反应，生成黄色的OsO3F2:

 2 OsO4 + 2 F2 → 2 OsO3F2 + O2

OsO4在常温下与等摩尔的[Me4N]F反应，在253K的温度下则与两倍的物质的量的[Me4N]F反应：:

 OsO4 + [Me4N]F → [Me4N][OsO4F]

 OsO4 + 2 [Me4N]F → [Me4N]2[cis-OsO4F2]

烯烃的氧化 
OsO4能催化烯烃与过氧化氢水溶液之间的反应。化学方程式为：

R2C=CR2  +  H2O2  →  R2C(OH)-C(OH)R2.

反应中OsVIIIO4先与烯烃R2C=CR2发生加成反应，生成环"酯" R4C2O2OsVIO2，然后再水解，生成二醇:

其它反应 
OsO4溶于碱溶液，生成锇酸盐：
OsO4 + 2 NaOH → Na2[cis-OsO4(OH)2] + O2

OsO4是路易斯酸，能与路易斯碱如氨等发生取代反应：
OsO4 + NH3 + KOH → K[Os(N)O3] + 2 H2O
[Os(N)O3]−离子是OsO4的等电子体，且结构相同。与伯胺t-BuNH2[（CH3）3C-NH2]反应得到相应的亚氨基化合物:
OsO4  +  4 Me3CNH2  →  Os(NCMe3)4 + 4 H2O

在400K和200个大气压下，OsO4在甲醇溶液中与一氧化碳发生"还原性羰基化反应"，生成三角形的Os3(CO)12:
3 OsO4 + 24 CO → Os3(CO)12 + 12 CO2
此反应中锇的化合价从+8下降到0。

四氧化锇也可以被碳还原：

OsO4 + 2 C → Os + 2 CO2

用途 
由於含有重金屬原子，對电子的阻擋性較佳，故可作穿透式顯微鏡組織標本的染劑，或是化學合成的試劑。

有机合成 
OsO4广泛用于把烯烃顺式氧化成二醇。参见以上反应机理。

外部链接 
 国际化学安全卡 0528
 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
 BBC report on bomb plot
 BBC 什么是四氧化锇
 四氧化锇: 本月的化合物
 化学反应

参考文献 

 Cotton, S. A. "Chemistry of Precious Metals," Chapman and Hall (London): 1997. ISBN 0-7514-0413-6.
 Berrisford, D. J.; Bolm, C.; Sharpless, K. B., "Ligand Accelerated Catalysis", Angewandte Chemie, International Edition English, 1995, volume 34, pp. 1059-1070.

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