元素家族

    铱，元素周期表第77号元素。

    铱与锇都是在1803年被英国化学家史密斯·特南特在铂的不溶杂质中发现的。特南特参与了一个铂矿的开发研究，得到了大量铂金的残留物，并从中辨认出锇和铱两种元素。特南特在一连串强酸强碱的反复反应后制成一种深红色的晶体，其中就有铱元素。

    铱在地壳中含量很低，在火成岩中的含量却很丰富，于是科学家们猜测，可能在地球形成时就已沉入地心，并聚集在火山喷发出的岩浆里。

    铱虽然在地壳中的含量稀少，但在生产生活中的应用并不少。有数据显示，仅2009年到2010年，铱的需求量就增长了4倍多。早年间，铱和锇曾因其耐磨性被制成钢笔的笔尖，这基本上就是铱的主要应用了。但现在钢笔已不再用铱，铱成了加农炮的点火孔和排气孔的材料。据1867年巴黎世界博览会的一份报告称，一把带有铱—铂合金的魏渥斯步枪曾完成过3000颗子弹发射仍毫无损耗，充分表明铱—铂合金完美的耐磨性。

    随着科技进步，铱的应用远不止这些。由于具有耐腐蚀的特性，铱成为坩埚、各种火花塞和氯碱法所需电极的理想材料；飞机引擎中一些长期使用的耐磨部件也都有铱的身影；铱—钛合金还可制作水底管道材料，其最大的优点就是耐腐蚀。

    铱的稳定性也让测量部门看到了它的优势，1889年制的国际米原器和国际公斤原器，就是由含有90%铂和10%铱的合金组成的。

    含铱配合物是很好的催化剂。1982年，科学家们找到一种催化法，能把甲醇氧化为乙酸，就是利用铱的有机配合物。这种催化剂能活化饱和烃中的碳—氢键，使羟基进行氧化，从而将甲醇成功转变为乙酸。含铱配合物还能用来催化不对称氢化反应，使本来难以氢化的基底氢化为其中一种有机物，用来合成高分子化合物。特别是当含有离子的化合物被分离出来时，惊动了整个化学界，因为其中铱元素的化合价高达+9价，这是从来没有发现过的最高化合价，这使铱成为迄今为止化合价最为广泛的元素，同时也印证了铱容易形成配合物的特性。或许，按照这个思路，在这些配合物中能找到更多有用的催化剂，甚至能在有机发光二极管中起到作用。

    X射线望远镜和粒子物理学反质子生产过程中，都有铱元素身影。作为密度仅小于锇0.1%的铱，还有太多惊奇等待我们去探索和发现。

    （作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员）