Родий

Конфигурация двух внешних электронных слоев 4s²p⁶d⁸5s¹. Получены соединения со степенями окисления от 0 до +6 (валентности от 0 до VI). Наиболее устойчивы соединения со степенью окисления родия +3.

Радиус атома 0, 1342 нм, радиус ионов (для координационного числа 6): Rh³⁺ — 0, 081 нм, Rh⁴⁺ — 0, 074 нм, Rh⁵⁺— 0, 069 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома соответствуют 7, 46, 18, 08 и 31, 04 эВ. Сродство к электрону 1, 68 эВ. Электроотрицательность по Полингу 2, 28.

В 1803 английский ученый У. Г. Волластон исследовал фильтрат, полученный после растворения самородной южноамериканской платины вцарской водке. В 1804 он выделил из этого фильтрата розовато-красный порошок, последующее прокаливание которого в атмосфере водорода привело к получению порошка нового металла — родия. Название происходит от греческого rhodon — роза, по розовато-красному цвету его солей

Содержание родия в земной коре 1·10^–7% по массе. В природе встречается в виде сплавов с платиновыми металлами, входит в состав самородной платины и минералов группы осмистого иридия. В виде примесей встречается в мышьяковистых, сурьмяных и сернистых соединений платиновых металлов, сопутствующих медно-никелевым сульфидным рудам.

Промышленное извлечение родия основано на классическом выделении и разделении платиновых металлов из руд (см. иридий) и реже на экстракции комплексных соединений различными растворителями. После выделения платины и палладия родий концентрируется в маточных растворах. Из этих растворов его выделяют в виде аммиаката [Rh(NH₃)₃Cl₃].

Далее раствор [Rh(NH₃)₃Cl₃] восстанавливают муравьиной кислотой до родиевой черни. При ее нагревании в атмосфере водорода до 1000°C получают родиевую губку. Чистую родиевую губку переплавляют методом индукционного нагрева в атмосфере инертного газа.

Родий — серебристо-белый металл. Обладает гранецентрированной кубической решеткой типа меди, параметр элементарной ячейки а = 0, 3803 нм. Плотность при 20°C 12, 41 г/см³. Температура плавления 1963 °C, кипения 3727 °C. Проявляет свойства парамагнетика. Отражательная способность поверхности родия 80% для видимой части спектра. В ряду напряжений металлов родий стоит правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует.

Родий характеризуется высокой химической устойчивостью. С неметаллами он взаимодействует только при температуре красного каления. Мелкоизмельченный родий медленно окисляется только при температуре выше 600°C:

4Rh + 3O₂ = 2Rh₂O₃.

При нагревании родий медленно взаимодействует с концентрированной серной кислотой, раствором гипохлорита натрия NaClO и бромоводорода HBr. При спекании реагирует с расплавами KHSO₄, Na₂O₂ и BaO₂:

2Rh + 6KHSO₄ = 2K₃Rh(SO₄)₃ + 3H₂;

2Rh + 3BaO₂ = Rh₂O₃ + 3BaO.

В присутствии хлоридов щелочных металлов, когда есть возможность образовывать комплексы [RhX₃]^3–, родий взаимодействует с хлором, например:

2Rh + 6NaCl + Cl₂ = 2Na₃[RhCl₆].

При действии на водные растворы солей и комплексов родия (III) щелочами образуется осадок гидроксида родия Rh(OH)₃:

Na₃[RhCl₆] + 3NaOH = Rh(OH)₃Ї + 6NaCl.

Гидроксид и оксид родия (III) проявляют основные свойства и взаимодействуют с кислотами с образованием комплексов Rh(III):

Rh₂O₃ + 12HCl = 2H₃RhCl₆ + 3H₂O;

Rh(OH)₃ + 6HCl = H₃RhCl₆ + 3H₂O.

Высшую степень окисления +6 родий проявляет в гексафториде RhF₆, который образуется при прямом сжигании родия во фторе. Соединение неустойчиво. В отсутствие паров воды гексафторид окисляет свободный хлор или NO:

2RhF₆ + 3Cl₂ = 2RhF₃ + 6ClF.

В низших степенях окисления (I) и (II) родий образует комплексные соединения.

Основное применение родия — производство сплавов на основе платины для стеклоплавильных аппаратов, изготовление тиглей в производстве оптического стекла и монокристаллов; нанесение защитных покрытий на электрические контакты, нанесение зеркальных покрытий в производстве рефлекторов, прожекторов, технических зеркал; получение сплавов для дожигания выхлопных газов автомобильных двигателей. Родий находит также применение при изготовлении высокотемпературных термопар в виде сплава с платиной или иридием, в качестве катализатора в органическом синтезе.

Авторы: С.С. Бердоносов, П.С. Бердоносов