ఇరిడియం (Ir): ధర్మాలు, చర్యలు మరియు ఉపయోగాలు

ఇరిడియం (Ir) పరిచయం

ఇరిడియం ఒక విశేష రసాయన మూలకం, ఇది అత్యంత సాంద్రత కలిగిన మరియు తుప్పు పట్టని లోహాలలో ఒకటిగా ప్రసిద్ధి చెందింది. దీని తీవ్రమైన ధర్మాలు, మన్నిక మరియు రసాయన జడత్వం అత్యంత ముఖ్యమైన అధిక-పనితీరు గల అనువర్తనాలలో దీనిని అనివార్యం చేస్తాయి. తరచుగా ఉల్కలలో కనబడుతుంది, భూమి పటలంలో దీని సాపేక్ష సమృద్ధి తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది కొన్ని భూసంబంధ నిక్షేపాలకు బాహ్య అంతరిక్ష మూలాన్ని సూచిస్తుంది, ఇది K-Pg వినాశన సంఘటనకు ప్రముఖంగా ముడిపడి ఉంది.

CBSE/JEE త్వరిత పునశ్చరణ గమనికలు

పరమాణు సంఖ్య (Z): 77
పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 192.22 u
చిహ్నం: Ir
గ్రూప్: 9
పీరియడ్: 6
బ్లాక్: d-బ్లాక్ (పరివర్తన లోహం)
సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితులు: +3, +4 (అత్యంత సాధారణం); +1, +2, +5, +6 (కూడా గమనించబడతాయి)
సాంద్రత: సుమారు 22.56 g/cm³ (ఆస్మియం తర్వాత రెండవ అత్యంత సాంద్రత కలిగిన మూలకం)
ద్రవీభవన స్థానం: 2466 °C
మరుగు స్థానం: 4428 °C
STP వద్ద భౌతిక స్థితి: ఘనపదార్థం
స్వభావం: అత్యంత కఠినమైన, పెళుసైన, వెండి-తెలుపు పరివర్తన లోహం. రసాయన దాడికి అత్యంత నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & బంధ ప్రవర్తన

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం

ఇరిడియం యొక్క భూస్థాయి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం [Xe] 4f^\{14\} 5d^7 6s^2. పాక్షికంగా నిండిన d-ఆర్బిటాళ్లతో కూడిన ఈ విన్యాసం, పరివర్తన లోహాలకు విలక్షణమైనది, ఇది బహుళ ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శించడానికి మరియు వివిధ సమన్వయ సమ్మేళనాలను ఏర్పరచడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

బంధ ప్రవర్తన

ఇరిడియం దాని మూలక స్థితిలో ప్రధానంగా లోహ బంధాలను ఏర్పరుస్తుంది. సమ్మేళనాలలో, ఇది సమయోజనీయ స్వభావాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, ముఖ్యంగా ఆక్సిజన్ మరియు హాలోజన్‌ల వంటి ఎలక్ట్రోనెగటివ్ మూలకాలతో. దీని d-ఆర్బిటాళ్లు బంధంలో విస్తృతంగా పాల్గొంటాయి, ఇది అనేక స్థిరమైన సమన్వయ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది మూడవ-వరుస పరివర్తన లోహానికి విలక్షణమైనది. అత్యంత స్థిరమైన ఆక్సీకరణ స్థితులు +3 మరియు +4, అయితే +6 వరకు (ఉదాహరణకు, IrF₆ లో) అధిక స్థితులు కూడా గుర్తించబడ్డాయి.

కీలక రసాయన చర్యలు

ఇరిడియం దాని అధిక స్థిరత్వం మరియు ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం కారణంగా అసాధారణంగా నిష్క్రియాత్మకమైనది. ఇది అత్యంత తుప్పు పట్టని లోహంగా ప్రసిద్ధి చెందింది.

ఆక్సిజన్‌తో చర్య

ఇరిడియం సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరపదు. ఇది చాలా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మాత్రమే (1100 °C కంటే ఎక్కువ) ఇరిడియం డయాక్సైడ్ (IrO₂) ను ఏర్పరుస్తుంది.

2 Ir(s) + 2 O₂(g) \rightarrow 2 IrO₂(s) (1100 °C కంటే ఎక్కువ వద్ద)

హాలోజన్‌లతో చర్య

ఇరిడియం హాలోజన్‌లతో, ముఖ్యంగా ఫ్లోరిన్‌తో, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చర్య జరిపి వివిధ హాలైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది.

ఫ్లోరిన్‌తో చర్య: 2 Ir(s) + 3 F₂(g) \rightarrow 2 IrF₃(s) (తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, లేదా పరిమిత F₂ తో) Ir(s) + 3 F₂(g) \rightarrow IrF₆(g) (సుమారు 300 °C వద్ద, అధిక F₂ తో)
క్లోరిన్‌తో చర్య: 2 Ir(s) + 3 Cl₂(g) \rightarrow 2 IrCl₃(s) (సుమారు 340 °C వద్ద)

ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలతో చర్య

ఇరిడియం అన్ని సాధారణ ఆమ్లాల దాడిని అసాధారణంగా నిరోధిస్తుంది, గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లం, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం వంటివి కూడా. ఇది ఆక్వా రెజియా (గాఢ నైట్రిక్ మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లాల మిశ్రమం) ద్వారా కూడా ప్రభావితం కాదు, ఈ ధర్మం దీనిని బంగారం మరియు ప్లాటినం నుండి వేరు చేస్తుంది. ఇది ద్రవ క్షార లోహ హైడ్రాక్సైడ్‌లు లేదా ఇతర క్షారాలతో చర్య జరపదు.

సంక్లిష్ట అయాన్‌ల ఏర్పాటు

ఇరిడియం అనేక రకాల స్థిరమైన సంక్లిష్ట అయాన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. ఒక సాధారణ ఉదాహరణ హెక్సాక్లోరోఇరిడేట్(III) అయాన్:

IrCl₃(s) + 3 Cl⁻(aq) \rightarrow [IrCl₆]^\{3-\}(aq)

పారిశ్రామిక మరియు జీవ ప్రాముఖ్యత

పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యత

మిశ్రమాలు: ఇరిడియం ప్రధానంగా ప్లాటినం మిశ్రమాల కోసం గట్టిపడే ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ మిశ్రమాలు అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఎలక్ట్రికల్ కాంటాక్ట్‌లు, స్పార్క్ ప్లగ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు, సింగిల్ క్రిస్టల్‌ల పెంపకం కోసం క్రూసిబుల్స్ మరియు ప్రత్యేక శాస్త్రీయ పరికరాలలో ఉపయోగించబడతాయి.
ఉత్ప్రేరకం: ఇరిడియం సమ్మేళనాలు పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి, ముఖ్యంగా పెద్ద ఎత్తున ఎసిటిక్ ఆమ్లం ఉత్పత్తికి కాటివా ప్రక్రియలో. ఇవి సేంద్రియ రసాయన శాస్త్రంలో వివిధ హైడ్రోజనీకరణ చర్యలలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి.
శాస్త్రీయ ప్రమాణాలు: 1889లో స్థాపించబడిన అంతర్జాతీయ ప్రోటోటైప్ మీటర్ బార్ మరియు కిలోగ్రామ్ ద్రవ్యరాశి, దాని అసాధారణ కాఠిన్యం, తుప్పు నిరోధకత మరియు స్థిరత్వం కారణంగా 90% ప్లాటినం మరియు 10% ఇరిడియం మిశ్రమం నుండి తయారు చేయబడ్డాయి.
వైద్య అనువర్తనాలు: రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్ ఇరిడియం-192 (^\{192\}Ir) క్యాన్సర్ చికిత్సకు బ్రాకిథెరపీలో మరియు పారిశ్రామిక రేడియోగ్రఫీలో ఉపయోగించబడుతుంది.
ఇతర ఉపయోగాలు: ఇరిడియం పెన్ చిట్కాలు, కంపాస్ బేరింగ్‌లు మరియు ప్రత్యేక ప్రయోగశాల పరికరాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

జీవ ప్రాముఖ్యత

ఇరిడియం దాని తీవ్ర నిష్క్రియాత్మకత కారణంగా దాని మూలక రూపంలో సాధారణంగా జీవసంబంధంగా జడమైనదిగా మరియు విషరహితమైనదిగా పరిగణించబడుతుంది. కొన్ని ఇరిడియం సమ్మేళనాలు విషపూరితమైనవి అయినప్పటికీ, దాని తక్కువ జీవ లభ్యత జీవ వ్యవస్థలతో దాని పరస్పర చర్యను పరిమితం చేస్తుంది. కొన్ని ఇరిడియం సముదాయాలను క్యాన్సర్ నిరోధక ఏజెంట్లుగా ఉపయోగించే అవకాశంపై పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయి, DNA తో చర్య జరపగల లేదా ఎంజైమ్‌లను నిరోధించగల వాటి సామర్థ్యాన్ని ఉపయోగించుకుంటూ, అయితే ఇవి సాధారణంగా జీవ వ్యవస్థలలో సహజంగా కనిపించని సింథటిక్ సమ్మేళనాలు.