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密度最高的金属锇(化学符号 Os,原子序数 76)

锇(化学符号 Os,原子序数 76)是铂族金属中最“硬核”的一位:密度最大、硬度极高、氧化物剧毒,却能在极端条件下“发光发热”。

基本特征

属性 数值 备注
密度  22.59 g·cm⁻³  所有元素第一,一块拳头大“锇疙瘩”≈ 1 辆自行车重
熔点  3033 °C  仅次于 W、Re,真·火焰克星
 硬度 维氏 400 HV  铂族第一,可划玻璃
常态  银白带蓝脆性金属  粉末呈灰黑,有微弱金属味

 化学脾气

空气里纹丝不动,但 200 °C 以上 开始慢慢氧化,生成 四氧化锇 OsO₄——

无色→挥发→剧毒,0.1 ppm 就能让人流泪头痛,号称“化学催泪弹”。

与卤素、强氧化剂直接怼上,生成六氟化锇 OsF₆(强氧化剂,遇有机物爆炸)。

耐酸碱王:王水、熔融 NaOH 都拿它没辙,唯独被 熔融过氧化钠 吃掉。

应用领域

领域 用法 原因
电镜/组织学 1–2 % OsO₄ 水溶液固定脂膜  与不饱和脂双键加成,给细胞膜“打石膏”
硬质合金 Os–Ir 笔尖、Os–Ru 阀门座 耐磨+耐腐蚀+高熔点
催化剂 烯烃双羟化(Sharpless 之前的老工艺) OsO₄ 可把 C=C 一步变成顺式二醇
量子器件 Os 单晶引线、高场磁体线圈 电阻率低、抗辐

资源 & 价格

来源:铂/镍矿的“边角料”——南非 Bushveld 杂岩占全球 80 %;每吨铂矿仅含 Os 30–50 g。

产量:全球年回收 ≈ 1 t,比黄金稀 200 倍。

价格:金属锇 ~1200–1500 元/克;OsO₄ 试剂级 ~3000 元/克(按 Os 计),贵过同期 Pt。

冷知识

名字来自希腊语 “ὀσμή”(osme),意为“臭味”——早期化学家一加热样品就被 OsO₄ 辣到眼睛,直接起名“臭素”。

锇-铱合金(90 Os–10 Ir)曾是国际米原器笔尖材料,1901 年写下《米制公约》正文,现藏巴黎国际计量局。

锇晶体在 0.66 K 以下会变成 第二类超导体,但没人拿它做磁悬浮——太贵也太难加工。

宇宙“锇丰度”高于地壳:铱-锇层(K-Pg 界线)记录 6600 万年前小行星撞地球事件,锇同位素比例成了“宇宙指纹”。

安全小知识

金属块:基本无害,但加工粉尘易燃。

OsO₄ 溶液:通风橱、冷冻避光、双手套+活性炭过滤罐;废液用植物油或葡萄糖还原成黑色 OsO₂ 沉淀再回收。