alliages
L’osmium est ajouté à des métaux pour modifier leur résistance, leur tenue à la corrosion, leur fusion ou leurs performances à haute température.
Mendeleev
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Élément chimique · fiche de référence
76Os
Osmium
L’osmium est l’élément 76 (Os), situé en période 6, groupe 8 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f14 5d6 6s2.
Numéro atomique76
Poids atomique standard190,23(3)
Groupe8
Période6
Blocd
Configuration électronique[Xe] 4f14 5d6 6s2
Structure électronique
Ce qui gouverne sa chimie
La sous-couche d intervient directement dans la chimie de l’osmium. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.
La configuration [Xe] 4f14 5d6 6s2 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.
Formes chimiques
Composés, ions et matériaux
Pour l’osmium, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.
Comportement physique
État et changements de phase
À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 22,59 g/cm³. Le point de fusion est 3 328 K (3 055 °C). Le point d’ébullition est 5 285 K (5 012 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.
Présence et applications
Présence, formes et usages
L’osmium est l’un des éléments les plus denses. Il est utilisé en très petites quantités dans certains alliages et applications de haute dureté ; son tétraoxyde, OsO₄, est très toxique et volatil, mais reste utile comme réactif spécialisé en chimie et en microscopie.
Dans la pratique
Exemples d’utilisations concrètes
catalyseurs
L’osmium est utilisé pour accélérer des réactions chimiques sans être consommé dans le bilan global de la réaction.
pointes et instruments
Des alliages durs et résistants à l’usure ont été utilisés dans des pointes et petits composants soumis à des frottements répétés.
Position périodique
Ce que montrent les éléments voisins
L’osmium est en période 6 et dans le groupe 8. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le rhénium et l’iridium sur la même période ; le ruthénium est au-dessus et l’hassium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.
Données de référence
Propriétés physiques et atomiques
Classificationmétal de transition
État à température ambiantesolide
Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 14 · 2
Masse volumique22,59 g/cm³
Point de fusion3 328 K (3 055 °C)
Point d’ébullition5 285 K (5 012 °C)
Électronégativité de Pauling2,2
Première énergie d’ionisation814kJ/mol
Affinité électronique104 kJ/mol
Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.
Histoire
Découverte et identification
La découverte de l’osmium est associée à Smithson Tennant. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.
Isotopes et poids atomique
Ce que signifie la valeur du tableau
Le poids atomique standard est 190.23(3). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.
L’osmium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.
Précautions
Manipulation et exposition
Les risques associés à l’osmium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. L’osmium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.