Osmium

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Données  v · d · m
Rhénium - Osmium - Iridium Ru Os Hs         76 Os                                                                                                                                                                                                                                           Table complète - Table étendue
Général
Nom, Symbole, Numéro	Osmium, Os, 76
Série chimique	métaux de transition
Groupe, Période, Bloc	8 (VIIIB), 6, d
Masse volumique	22 610 kg/m3
Couleur	bleu-gris
Propriétés atomiques
Masse atomique	190,23 u
Rayon atomique (calc)	130 (185) pm
Rayon de covalence	128 pm
Rayon de van der Waals	ND pm
Configuration électronique	[Xe]4f14 5d6 6s2
Électrons par niveau d'énergie	2, 8, 18, 32, 14, 2
État(s) d'oxydation	± 0,7
Oxyde	acide
Structure cristalline	Hexagonale
Propriétés physiques
État ordinaire	solide
Température de fusion	3306 K
Température de vaporisation	5285 K
Énergie de fusion	31,8 kJ/mol
Énergie de vaporisation	627,6 kJ/mol
Volume molaire	8,42×10-6 m3/mol
Pression de la vapeur	2,52 Pa à 3300 K
Vélocité du son	4940 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling)	2,2
Chaleur massique	130 J/(kg·K)
Conductivité électrique	10,9×106 S/m
Conductivité thermique	87,6 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation	840 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation	1600 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD 184Os 0,02 % > 5,6×1013 a α   180W 186Os 1,59 % > 2,0×1015 a α 2,822 182W 187Os 1,96 % stable avec 111 neutrons 188Os 13,24 % stable avec 112 neutrons 189Os 16,15 % stable avec 113 neutrons 190Os 26,26 % stable avec 114 neutrons 192Os 40,78 % stable avec 116 neutrons 194Os {syn.} 6 a β- 0,097 194Ir
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L’osmium est l'élément chimique du tableau périodique dont le symbole est Os et le numéro atomique 76. Il se présente sous la forme d'un métal gris bleuté et brillant. C'est un métal de transition appartenant à la famille du platine. Il est avec l'iridium l'élément naturel le plus dense sur Terre. Il est le plus souvent trouvé nativement en alliage avec le platine ou l'iridium. Les alliages d'osmium sont employés notamment dans les pointes de stylo plume, les contacts électriques et dans d'autres applications où sa dureté et sa résistance extrêmes sont requises.

Sommaire 1 Caractéristiques 2 Applications 3 Histoire 4 Occurrence 5 Composés 6 Isotopes 7 Risques

[modifier] Caractéristiques

L'osmium pur sous sa forme métallique est extrêmement dense, cassant et d'un gris bleuté brillant même à haute température, mais se révèle très difficile à obtenir. La poudre d'osmium est plus facile à faire, mais celle-ci forme du tétroxyde d'osmium (OsO₄), un puissant agent oxydant et très toxique, au contact de l'air.

À cause de sa haute densité, l'osmium est généralement considéré comme l'élément naturel le plus lourd connu, très légèrement moins lourd que l'iridium. Toutefois, les calculs de densité depuis l'espace pourront produire des résultats plus fiables et précis que ceux actuels, qui sont de 22 610 kg/m³ pour l'osmium contre 22 650 kg/m³ pour l'iridium. Leur classement définitif n'est donc pas possible pour l'instant.

Enfin, ce métal a la plus haute température de fusion et la plus faible pression de vapeur de la famille du platine. Ses états d'oxydation sont le plus souvent +4 et +3, mais les états allant de +1 à +8 ont été observés.

[modifier] Applications

À cause de l'extrême toxicité de son oxyde, l'osmium est rarement utilisé dans son état pur mais sous forme d'alliage avec d'autres métaux. Ceux-ci sont très durs et, avec les autres métaux du groupe du platine, sont employés dans les pointes de stylo plumes, les aiguilles de phonographes, les pivots d'instruments et les contacts électriques.

L'alliage de 10 % d'osmium et de 90 % de platine est utilisé pour les implants chirurgicaux comme les pacemakers et les remplacements de valves pulmonaires.

Le tétroxyde d'osmium a été utilisé entre autres dans la détection des empreintes digitales.

Le couple isotopique Re187/Os187 a été utilisé par l'équipe de C.-J. Allègre dans les années 1970 pour dater l'âge de l'agrégation de la terre à 4 600 millions d'années.

[modifier] Histoire

Du grec osme qui signifie « odeur », l'osmium a été découvert en 1803 par Smithson Tennant à Londres, Angleterre, avec l'iridium dans les résidus de la dissolution du platine dans de l'eau régale.

[modifier] Occurrence

Ce métal de transition est trouvé dans l'iridiosmium, un alliage naturel d'iridium et d'osmium, et dans les sables contenant du platine que l'on trouve dans les rivières des montagnes de l'Oural, du nord et du sud de l'Amérique. Il apparaît aussi dans le minerai de nickel que l'on trouve mélangé à d'autres métaux de la famille des platines à Sudbury, dans l'Ontario. Même si la quantité de ces métaux trouvée dans ces minerais est faible, le grand volume de minerai permet une rentabilité économique.

[modifier] Composés

OsO₄ : tétroxyde d'osmium ou tétraoxyde d'osmium.

[modifier] Isotopes

L'osmium a sept isotopes naturels, dont cinq sont stables : le ¹⁸⁷Os, le ¹⁸⁸Os, le ¹⁸⁹Os, le ¹⁹⁰Os et le ¹⁹²Os (le plus courant). Le ¹⁸⁴Os et le ¹⁸⁶Os ont des demi-vies extrêmement longues et peuvent être considérés comme stables également.

Le ¹⁸⁷Os est le fils du rhénium-187 (demi-vie 4,56x10¹⁰ années). Le rapport ¹⁸⁷Os/¹⁸⁶Os, comme le rapport ¹⁸⁷Re/¹⁸⁷Os, a été intensément utilisé pour dater des terrains ou des roches météoritiques. Toutefois, l'application la plus notable de l'osmium dans la datation a été en conjonction avec l'iridium pour analyser la couche de quartz choqué de la limite K-T qui marque l'extinction des dinosaures il y a 65 millions d'années.

[modifier] Risques

Le tétroxyde d'osmium est extrêmement toxique. Des concentrations dans l'air de 10⁻⁷ g/m³ peuvent causer la congestion des poumons et des dommages sur la peau et aux yeux.