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 ¹⁰³ Rh; 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 4d⁸ 5s¹ ; 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; t_пл 1963 °С, t_кип 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 Rh₂ O₃ . В виде мелкодисперсного порошка – родиевой черни при нагревании медленно реагирует с царской водкой, концентрированной H₂ SO₄ , растворами NaOCl и HBr, расплавами KHSO₄ , Na₂ O₂ , 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: Rh₂ O, RhO, Rh₂ O₃ (наиболее устойчивый) и RhO₂ . Родий поглощает Н₂ с образованием твёрдого раствора. Известно несколько сульфидов: Rh₂ S₃ , Rh₂ S₅ , Rh₃ S₄ , Rh₉ S₈ , 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 NH₄ Cl 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 )₂ Na[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.