Осмийтрилютеций

Осмийтрилютеций (OsLu₃, или Lu₃Os) — бинарное интерметаллическое соединение осмия и лютеция с соотношением атомов 1 : 3. Представляет собой кристаллический материал тёмно-серого цвета с металлическим блеском. Относится к группе редкоземельных интерметаллидов платиновых металлов — соединений, получаемых в исследовательских и специальных технических целях.

Химическая формула и молярная масса

Химическая формула: OsLu₃ (принятая кристаллохимическая запись — Lu₃Os). Молярная масса составляет ~715 г/моль (Os: 190,23 г/моль + 3 × Lu: 174,97 г/моль).

Осмийтрилютеций является именно интерметаллическим соединением — фазой с металлической кристаллической решёткой и металлической связью, — а не солью. Термин «соль» в химии означает ионное соединение с катионом металла и кислотным остатком; к интерметаллидам он неприменим.

Кристаллическая структура

Осмийтрилютеций кристаллизуется в ромбической сингонии (орторомбическая система) по структурному типу Fe₃C (цементит). Пространственная группа — Pnma. Этот структурный тип характерен для всего гомологического ряда R₃Os (R = редкоземельный металл), что подтверждено рентгенодифракционными исследованиями соединений La₃Os, Nd₃Os, Gd₃Os, Er₃Os и их аналогов.

В структуре Fe₃C-типа атомы осмия расположены в тригональных призмах из атомов лютеция, образующих трёхмерную каркасную сетку. Такая упаковка обеспечивает соединению металлический тип проводимости.

Физические и химические свойства

Температура плавления и другие термические характеристики в открытых источниках для Lu₃Os не верифицированы — данные, встречающиеся в ряде коммерческих описаний, не подтверждены первичными источниками и в настоящей статье не приводятся.

Токсичность и требования к обращению

Осмийтрилютеций как металлический интерметаллид в стабильном кристаллическом состоянии обладает низкой химической активностью. Вместе с тем следует учитывать, что осмий при нагревании и контакте с кислородом воздуха способен образовывать тетраоксид осмия (OsO₄) — летучее вещество с высокой токсичностью (поражает слизистые оболочки и зрение). Это требование распространяется на все осмийсодержащие материалы при работе в условиях нагрева.

Работа с порошкообразными формами, а также любые высокотемпературные операции с OsLu₃ должны проводиться с соблюдением мер защиты органов дыхания и зрения, в вытяжном шкафу или под аргоновой защитой. Хранение — в герметичной таре, транспортировка без специальных ограничений по классу опасности при условии сохранения герметичности упаковки.

Получение осмийтрилютеция

Осмийтрилютеций синтезируют сплавлением стехиометрических количеств металлического осмия и металлического лютеция. По данным кристаллографических исследований аналогов ряда R₃Os, реакции между элементами протекают в диапазоне 850–1200 °C. Обязательное условие — инертная атмосфера (аргон) или вакуум: лютеций активно окисляется кислородом воздуха уже при умеренном нагреве, а осмий при высоких температурах образует летучий OsO₄.

На практике синтез проводят в запаянных ампулах из тугоплавких металлов (тантал, ниобий) или в вакуумированных кварцевых ампулах с последующим отжигом для гомогенизации фазы.

Область применения

Осмийтрилютеций относится к редким интерметаллическим соединениям, применяемым преимущественно в научных исследованиях — в кристаллохимии, физике твёрдого тела и материаловедении редкоземельных соединений. Промышленное применение в открытых источниках не задокументировано.

В России осмийтрилютеций поставляется по индивидуальным заявкам. Подробнее о лютеции и его соединениях — в разделе Лютеций ЛюМ-1. Со структурно-аналогичным соединением рутения можно ознакомиться на странице Дирутенийлютеций.