Родий
Ро́дий (лат. Rhodium), Rh, химический элемент VIII группы короткой формы (9-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 45, атомная масса 102,9055; относится к платиновым металлам. В природе один стабильный изотоп 103Rh; искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 89–121.
Содержание родия в земной коре 1·10–7 % по массе. Входит в количестве 0,2–3,3 % в состав медно-никелевых сульфидных и арсенидных руд, золотоносных руд, в несколько бо́льших концентрациях – как примесь к самородной Pt и осмистому Ir, а также в состав редко встречающегося родистого невьянскита. Открыт У. Х. Волластоном в 1803 г. (по другим данным, в 1804) при исследовании самородной платины; название «родий» получил вследствие розово-красной окраски водных растворов солей (от греч. ῥόδον – роза).
Конфигурация внешней электронной оболочки атома родия 4d85s1; в соединениях проявляет степени окисления от 0 до +6 (наиболее устойчива +3). Энергия последовательной ионизации Rh0 равна 7,46, 18,08, 31,06 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,28. Атомный радиус 134 пм, ионные радиусы (координационное число 6) Rh3+, Rh4+ и Rh5+ 81, 74 и 69 пм.
Родий – серебристо-белый блестящий металл, кристаллическая решётка гранецентрированная кубическая; tпл 1963 °С, tкип около 3700 °С; плотность 12410 кг/м3; по твёрдости превосходит Pt и Pd и с трудом обрабатывается механически. Обладает высокой отражательной способностью в видимой части спектра.
Родий химически инертен. В компактном состоянии при обычных условиях устойчив к действию любых веществ. Порошкообразный родий при температуре выше 600 °С медленно окисляется на воздухе до Rh2O3. В виде мелкодисперсного порошка – родиевой черни при нагревании медленно реагирует с царской водкой, концентрированной H2SO4, растворами NaOCl и HBr, расплавами KHSO4, Na2O2, смесями цианидов Na и K, а также с расплавленным Pb. Мелкодисперсный родий способен взрываться на воздухе. При нагревании взаимодействует с F2 и с Cl2, образуя фториды и трихлорид RhCl3. Родий образует несколько оксидов: Rh2O, RhO, Rh2O3 (наиболее устойчивый) и RhO2. Родий поглощает Н2 с образованием твёрдого раствора. Известно несколько сульфидов: Rh2S3, Rh2S5, Rh3S4, Rh9S8, фосфид и антимонид родия. Существуют многочисленные комплексные соединения родия и родийорганические соединения.
Родий производят из сухих остатков после извлечения Ag, Au, Pt и Pd. Эти остатки сплавляют с NaHSO4, сплав выщелачивают водой, получая раствор Rh2(SO4)3; действием NaOH осаждают Rh(OH)3, который растворяют в HCl; из хлоридного раствора добавлением NaNO2 и NH4Cl осаждают (NH4)3[Rh(NO2)6], его вновь растворяют в НСl и выпаривают раствор, получая чистый (NH4)3[RhCl6]. Восстановление водородом даёт чистый металлический родий. По другому способу хлоридные комплексы родия переводят в Na3[Rh(NO2)6] и затем осаждают (NH4)2Na[Rh(NO2)6], который растворяют в HCl и восстанавливают родий муравьиной кислотой до родиевой черни. Чернь в атмосфере Н2 при 1000 °С переводят в макропористый материал (металлический порошок родия в спечённом состоянии) – родиевую губку. Объём мирового производства родия 25 т (2019).
Родий используют в качестве компонента катализаторов (в основном дожигания выхлопных газов автомобилей), для изготовления термопар, тиглей для производства оптического стекла и монокристаллов, фильер для формования волокон, покрытий технических зеркал. В виде добавки к сплавам Pt и Pd или тонкого покрытия родия придаёт повышенную твёрдость ювелирным украшениям.