陨石中的“彩铱”

 约6500万年前，发生了白垩纪-古近纪（K-Pg）灭绝事件，这标志着地球上70％的动植物物种（包括所有非禽类恐龙）消失了。地质记录的标志是K–Pg界线，这是一层薄薄的沉积物，该界线存在非常高的铱含量，铱元素在地壳中的自然丰度较低却在陨石中十分普遍。因此，小行星撞击地球造成K-Pg灭绝事件的主张被提出。今天，我们一起了解下铱元素。  

   

铱的发现与命名  

   

1803年，英国化学家史密森·坦南特（Smithson Tennant）用王水处理铂系矿石的不溶性黑色杂质，发现其中有两种不同于铂的新金属存在，用苛性钠处理了它们，然后用盐酸进行萃取，并重复了多次，获得的红色晶体（最有可能是Na₂[IrCl₆]·nH₂O）再经加热得到白色粉末。次年，法国化学家泰纳尔将它命名为irdium，来源于拉丁文“iris”，原意是“彩虹”，可能因为许多铱盐都有鲜艳的颜色。  

   

铱的简述
 

 

铱单质  

（图源：网络）  

   

铱，元素符号Ir，原子序数是77。铱是铂族的一员，呈白色，略带黄色。铱的密度较大，约是22.42 g/cm³，熔点高达2410 ℃。铱的质地非常硬，同时也比较脆。铱的化学性质比较稳定，耐腐蚀性能非常好，是所有金属中耐腐蚀性最好的。铱不受酸、碱或大多数其它强化学物质的影响，即使在高温下也不溶于所有无机酸，并且是唯一在1600 ℃以上的空气温度下能保持良好机械性能的金属。  

   

铱的应用  

 

国际千克原器（复制品）  

（图源：wikipedia）  

   

很多高熔点氧化物单晶，是在纯铱制成的坩埚中生长的，铱、铱铂合金、铱铑合金多用于制作热电偶、电阻线、科学仪器，涂覆电极等。在铂中加入铱，可显著提高铂的抗腐蚀性和机械强度。10%铱与90%铂的铂铱合金，膨胀系数极小，可用来制造国际标准米尺，国际千克原器也曾是由铂铱合金制作的。铱合金火花塞的熔点比一般火花塞，甚至是白金火花塞都要高，所以铱合金火花塞就具有不容易熔毁的优点。高硬度的铁铱和铱铂合金，常用来制造笔尖和铂金首饰。在19世纪中叶，俄国曾制造铂铱合金币在市场上流通。铱的放射性同位素用于放射治疗以治疗癌症。  

   

铱与健康  

   

铱极其稳定，不与生物组织发生反应而无害，已有报道称铱可以促进和改善的细胞代谢，增加大脑内突触之间的电传递以改善记忆，增加精神警觉并促进神经组织的再生。大部份铱化合物都不可溶，所以很难被人体吸收。铱的金属细粉具有一定的危险，会刺激组织且易在空气中燃烧。由于铱化合物的用量非常低，所以人类对其毒性知之甚少。可溶性铱盐（如三溴水化铱）具有毒性，是一种皮肤刺激物。192 Ir同位素是危险的，所放出的高能伽马射线会增加患癌风险。  

   

铱与科学研究  

 

 

铱络合物作为探针，实时监测活细胞中的线粒体  

（图源：Scientific Reports, DOI: 10.1038/srep22039）  

   

研究人员发现，铱和有机材料相结合，在激光条件下，可构建出铱基抗癌复合物以杀死癌症细胞，而不伤害健康的细胞。铱的发光配合物的三重态寿命较短，发光亮度较高，通过改变配体结构和数量，可制备出具有不同性能的铱磷光配合物，并将它们应用于有机电致发光器件。铱磷光配合物发光性能优良，可用于构建新型发光探针，以标记细胞结构并实现生物成像。铱还可作为催化剂应用于多种反应，如铱催化的烯丙基取代反应、铱催化的环加成反应、铱催化的氧气电还原反应等。

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