ఓస్మియం (Os): ధర్మాలు, చర్యలు & ఉపయోగాలు | JEE/NEET కెమిస్ట్రీ

పరిచయం

ఓస్మియం (Os) ఆవర్తన పట్టికలో 8వ సమూహంలో ఉన్న ఒక పరివర్తన లోహం, ఇది సహజంగా లభించే అత్యంత సాంద్రత కలిగిన మూలకంగా ప్రసిద్ధి చెందింది. దాని అధిక సాంద్రత, అత్యంత కఠినత్వం మరియు అధిక ద్రవీభవన స్థానం దాని ప్రత్యేక అనువర్తనాలకు దోహదం చేస్తాయి, ముఖ్యంగా మిశ్రమాలు మరియు ఉత్ప్రేరకంగా. ఇది ప్లాటినం గ్రూప్ లోహాల (PGMs) కుటుంబానికి చెందినది.

CBSE/JEE త్వరిత పునర్విమర్శ గమనికలు

• చిహ్నం: Os
• పరమాణు సంఖ్య: 76
• పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 190.23 g/mol
• సమూహం: 8
• పీరియడ్: 6
• బ్లాక్: d-బ్లాక్ (పరివర్తన లోహం)
• సాంద్రత: 22.59 g/cm³ (తెలిసిన అత్యధిక సాంద్రత)
• ద్రవీభవన స్థానం: 3033 °C
• మరుగు స్థానం: 5012 °C
• స్వభావం: వెండి-నీలం, పెళుసైన, గట్టి లోహం
• సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితులు: +2, +3, +4, +6, +8 (అత్యంత సాధారణ మరియు స్థిరమైనవి +4 మరియు +8)

ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ & బంధ ప్రవర్తన

• గ్రౌండ్ స్టేట్ ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁶ 6s²
  • 4f ఎలక్ట్రాన్లు (ఇవి నిండి ఉంటాయి) ఉండటం లాంథనైడ్‌ల తర్వాత 6వ పీరియడ్ పరివర్తన లోహాలకు విలక్షణమైనది.
• బంధ ప్రవర్తన:
  • ఓస్మియం విస్తృత శ్రేణి ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శిస్తుంది, +8 ఏ పరివర్తన లోహానికి తెలిసిన అత్యధిక ఆక్సీకరణ స్థి (ఉదా., OsO₄లో).
  • దాని అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులలో (+6, +8), ఓస్మియం ప్రధానంగా సమయోజనీయ సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్ (OsO₄) ఒక అణు సమ్మేళనం, టెట్రాహెడ్రల్ జ్యామితిని కలిగి ఉంటుంది, ఇది దాని బంధాలలో గణనీయమైన సమయోజనీయ లక్షణాన్ని సూచిస్తుంది.
  • తక్కువ ఆక్సీకరణ స్థితులు సాధారణంగా సమ్మేళనాలలో ఎక్కువ అయానిక లేదా లోహ బంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

కీలక రసాయన చర్యలు

ఓస్మియం ఒక స్థూల లోహంగా సాపేక్షంగా తక్కువ చురుకుగా ఉంటుంది, కానీ సూక్ష్మంగా విభజించినప్పుడు లేదా వేడి చేసినప్పుడు త్వరగా చర్య జరుపుతుంది.

1. ఆక్సిజన్‌తో చర్య (ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్ ఏర్పడటం): గాలిలో లేదా ఆక్సిజన్‌లో వేడి చేసినప్పుడు, ఓస్మియం దాని అత్యంత స్థిరమైన ఆక్సైడ్, ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది అత్యంత బాష్పశీలం మరియు విషపూరితం. Os(s) + 2O₂(g) → OsO₄(s) గమనిక: OsO₄ ఒక శక్తివంతమైన ఆక్సీకరణ కారకం.

2. హాలోజన్‌లతో చర్య (ఉదా., క్లోరిన్): ఓస్మియం అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద క్లోరిన్ వంటి హాలోజన్‌లతో చర్య జరిపి ఓస్మియం హాలైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. Os(s) + 2Cl₂(g) → OsCl₄(s) (ఓస్మియం(IV) క్లోరైడ్)

3. ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్ క్షయీకరణ: ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్‌ను తక్కువ ఆక్సీకరణ స్థితులకు లేదా ఓస్మియం లోహానికి క్షయీకరించవచ్చు. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ ద్వారా క్షయీకరణ: OsO₄(s) + 4H₂S(g) → OsS₂(s) + 4H₂O(l) (సరళీకృతం; మధ్యంతర ఉత్పత్తులను ఏర్పరచవచ్చు)

4. ఆమ్లాలతో చర్య: స్థూల ఓస్మియం ఆక్వా రెజియాతో సహా ఆమ్లాలకు ఎక్కువగా నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, అయితే సూక్ష్మంగా విభజించబడిన ఓస్మియం బలమైన ఆక్సీకరణ ఆమ్లాలచే నెమ్మదిగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది.

పారిశ్రామిక మరియు జీవ ప్రాముఖ్యత

పారిశ్రామిక ఉపయోగాలు

• గట్టిపడే మిశ్రమాలు: ఓస్మియం ఇతర ప్లాటినం గ్రూప్ లోహాలతో (ముఖ్యంగా ఇరిడియం, ఓస్మిరిడియంను ఏర్పరుస్తుంది) మిశ్రమం చేయబడి అత్యంత కఠినమైన మరియు అరుగుదలకు నిరోధకత కలిగిన మిశ్రమాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ మిశ్రమాలు వీటిలో ఉపయోగించబడతాయి:
  • పెన్ చిట్కాలు (ఫౌంటెన్ పెన్నులు)
  • ఎలక్ట్రికల్ కాంటాక్ట్‌లు
  • ఫోనోగ్రాఫ్ సూదులు
  • ఇన్‌స్ట్రుమెంట్ పివోట్‌లు
  • హెవీ-డ్యూటీ ఎలక్ట్రికల్ స్విచ్ కాంటాక్ట్‌లు
• ఉత్ప్రేరకం: ఓస్మియం సమ్మేళనాలు, ముఖ్యంగా ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్ (OsO₄), సేంద్రీయ సంశ్లేషణలో ముఖ్యమైన ఉత్ప్రేరకాలుగా పనిచేస్తాయి.
  • ఆల్కెన్‌ల డైహైడ్రాక్సిలేషన్: OsO₄ ఆల్కెన్‌ల స్టీరియోస్పేసిఫిక్ సిన్-డైహైడ్రాక్సిలేషన్ (ఉదా., అప్‌జాన్ డైహైడ్రాక్సిలేషన్ మరియు షార్ప్‌లెస్ అసమాన డైహైడ్రాక్సిలేషన్)కు కీలకం, C=C ద్విబంధాలను డయాల్‌లుగా మారుస్తుంది.
• ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ కోసం స్టెయినింగ్: ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీలో జీవ కణజాలాల కోసం స్టెయినింగ్ ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది. కొవ్వులను స్థిరీకరించే మరియు స్టెయిన్ చేసే దాని సామర్థ్యం సెల్యులార్ నిర్మాణాలను చూడటానికి కాంట్రాస్ట్‌ను అందిస్తుంది.

జీవ ప్రాముఖ్యత

• విషపూరితం: ఓస్మియానికి తెలిసిన జీవసంబంధమైన పాత్ర లేదు. ఓస్మియం సమ్మేళనాలు, ముఖ్యంగా ఓస్మియం టెట్రాక్సైడ్ (OsO₄), అత్యంత విషపూరితమైనవి. OsO₄ బాష్పశీలం మరియు దాని ఆవిర్లు కళ్ళు మరియు శ్వాసనాళాలకు తీవ్ర చికాకును కలిగిస్తాయి, కణజాల నష్టానికి మరియు అంధత్వానికి కూడా దారితీస్తాయి. దీనిని ఫ్యూమ్ హుడ్‌లో అత్యంత జాగ్రత్తగా నిర్వహించాలి.