Паладијум (Pd, лат. palladium) метал је VIIIB групе и атомским бројем 46.[4][5] Он је ретки, блистави сребрено-бели метал, којег је 1803. открио Вилијам Хајд Воластон. Добио је име по астероиду Паласу, а који је и сам добио назив по епитету грчке богиње Атине, када је она убила Паладу, Тритонову кћерку. Паладијум, платина, родијум, рутенијум, иридијум и осмијум чине групу елемената која се назива платинска група метала. Они имају доста сличне хемијске особине, а паладијум има најнижу тачку топљења и најмању густину међу њима.

Паладијум
Palladium (46 Pd).jpg
Општа својства
Име, симболпаладијум, Pd
Изгледсребрно бео
У периодном систему
Водоник Хелијум
Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон
Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон
Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон
Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон
Ni

Pd

Pt
родијумпаладијумсребро
Атомски број (Z)46
Група, периодагрупа 10, периода 5
Блокd-блок
Рел. ат. маса (Ar)106,42(1)[1]
Ел. конфигурација
по љускама
2, 8, 18, 18
Физичка својства
Тачка топљења1828,05 K ​(1554,9 °‍C, ​2830,82 °F)
Тачка кључања3236 K ​(2963 °‍C, ​5365 °F)
Густина при с.т.12,023 g/cm3
течно ст., на т.т.10,38 g/cm3
Топлота фузије16,74 kJ/mol
Топлота испаравања358 kJ/mol
Мол. топл. капацитет25,98 J/(mol·K)
Напон паре
P (Pa) 100 101 102
на T (K) 1721 1897 2117
P (Pa) 103 104 105
на T (K) 2395 2753 3234
Атомска својства
Електронегативност2,20
Енергије јонизације1: 804,4 kJ/mol
2: 1870 kJ/mol
3: 3177 kJ/mol
Атомски радијус137 pm
Ковалентни радијус139±6 pm
Валсов радијус163 pm
Линије боје у спектралном распону
Остало
Кристална структурапостраничноцентр. кубична (FCC)
Face-centered cubic кристална структура за паладијум
Брзина звука танак штап3070 m/s (на 20 °‍C)
Топл. ширење11,8 µm/(m·K) (на 25 °‍C)
Топл. водљивост71,8 W/(m·K)
Електрична отпорност105,4 nΩ·m (на 20 °‍C)
Магнетни распоредпарамагнетичан[2]
Магнетна сусцептибилност (χmol)+567,4·10−6 cm3/mol (288 K)[3]
Јангов модул121 GPa
Модул смицања44 GPa
Модул стишљивости180 GPa
Поасонов коефицијент0,39
Мосова тврдоћа4,75
Викерсова тврдоћа400–600 MPa
Бринелова тврдоћа320–610 MPa
CAS број7440-05-3
Историја
Именовањепо астероиду Палас, који је именован по богињи Атини
Откриће и прва изолацијаВилијам Хајд Воластон (1802)
Главни изотопи
изо РА полуживот (t1/2) ТР ПР
100Pd syn 3,63 d ε 100Rh
γ
102Pd 1,02% стабилни
103Pd syn 16.991 d ε 103Rh
104Pd 11,14% стабилни
105Pd 22,33% стабилни
106Pd 27,33% стабилни
107Pd трагови 6,5×106 y β 107Ag
108Pd 26,46% стабилни
110Pd 11,72% стабилни
референцеВикиподаци

Више од половине производње паладијума и његовог конгенера платине користи се за каталитичке конвертере за возила, где се преко 90% штетних гасова из аутомобилских ауспуха (угљоводоника, угљен моноксида и азот диоксида) претвара у мање штетне супстанце (азот, угљен диоксид и водену пару). Паладијум се такође користи и у електроници, зубној медицини и медицини уопште, пречишћавању водоника, хемијским апликацијама, пречишћавању површинских вода те за израду накита. Паладијум игра кључну улогу у технологији горивих ћелија, где се комбинацијом водоника и кисеоника производе електрична енергија, топлота и вода.

Депозити руда паладијума и других метала из платинске групе су ретки, а најобилатији депозити пронађени су у појасу норита у Бушвелд комплексу, који се покрива Трансвалски базен у Јужноафричкој Републици, те у комплексу Стилвотер у Монтани у САЂу, у дистрикту Тандер Беј у Онтарију у Канади и комплексу Норилск у Русији. Осим тога, један од важних извора паладијума и рециклирање, већином из рашодованих каталитичких конвертора. Бројне апликације и ограничени извори паладијума узрок су да је овај метал има велики значај међу берзанским инвеститорима.

ИсторијаУреди

Вилијам Хајд Воластон је забележио откриће новог племенитог метала у јулу 1802. у свом лабораторијском дневнику те му у аугусту исте године дао име паладијум. Воластон је пречистио довољно материјала и, без објаве свог открића, понудио је тај материјал малој продавници у кварту Сохо у априлу 1803. Након бурних критика да се заправо ради о легури платине и живе, од стране хемичара Ричарда Ченевикса, Воластон је анонимно понудио награду од 20 фунти за 20 грејна (око 1,296 грама) синтетичке паладијумске легуре.[6] Ричард Ченевикс је 1803. добио Коплијеву медаљу након што је објавио своје експерименте о паладијуму. Воластон је при објави свог открића елемента родијума 1804. споменуо и свој рад о паладијуму.[7][8] Да је он открио паладијум, објавио је у публикацији 1805. године.[6][9]

Воластон је дао име овом елементу 1802. по астероиду Паласу, који је откривен два месеца раније.[10] Воластон је паладијум издвојио из сирове руде платине пореклом из Јужне Америке, тако што је руду растворио у царској води (златотопки), раствор је неутрализовао натријум хидроксидом, те је платину исталожио као амонијум хлороплатинат са амонијум хлоридом. Затим је додао жива цијанид, те је настало једињење паладијум(II) цијанид, који је даље загрејавао да би се издвојио метални паладијум.[7] Једно време паладијум хлорид је био прописиван као третман за туберкулозу у дозама од по 0,065 g дневно (отприлике 1 mg po килограму телесне тежине). Овај третман имао је многе негативне пратеће ефекте, те је касније замењен много ефективнијим лековима.[11]

Све до 2000. руска понуда паладијума на светском тржишту непрестано је била одгађана и прекидана,[12] јер у то време из политичких разлога није била одобрена извозна квота. Уследила је паника на тржишту која је подигла цене паладијума на рекордни ниво од 1.100 УС$ по унци у јануару 2001.[13] Отприлике у исто време, америчка аутомобилска компанија Форд, плашећи се да би производња аутомобила била угрожена због могућег недостатка паладијума на тржишту, ускладиштила је велике количине метала купљене у време када је цена била највиша. Међутим, када су цене пале у пролеће 2001. Форд је изгубио готово 1 милијарду долара.[14] Светска потражња за паладијумом повећала се од 100 тона у 1990. до готово 300 тона у 2000. години. Светска производња паладијума из рудника била је 222 тоне у 2006. према подацима Америчког геолошког завода.[15] Већина паладијума је потрошена за катализаторе у аутомобилској индустрији.[16] Тренутно постоји забринутост око континуитета понуде паладијума због руских војних маневара у Украјини, делимично и као санкције које могу спутати извоз руског паладијума. Било каква ограничења у погледу извоза овог метала из Русије могла би погоршати ионако лоша очекивања у вези великог дефицита паладијума на тржишту.[17]

ОсобинеУреди

Паладијум припада 10. групи елемената у периодном систему, али има веома неуобичајену конфигурацију својих вањских електронских љуски у односу на друге чланове 10. групе (види ниобијум (41), рутенијум (44) и родијум (45)), јер има мање попуњених електронских љуски од елемената који му директно претходе (феномен који је јединствен за паладијум). По томе, његова валентна љуска има 18 електрона, десет више од валентних љусака племенитих гасова од неона и даље, који имају осам.

Z Елемент бр. електрона по љусци
28 никл 2, 8, 16, 2 (or 2, 8, 17, 1)
46 паладијум 2, 8, 18, 18
78 платина 2, 8, 18, 32, 17, 1
110 дармштатијум 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2 (претпостављено)

Паладијум је меки сребрено-сјајни метал који доста наликује платини. Он има најмању густину и најнижу тачку топљења међу свим металима платинске групе. Доста је дуктилан када се жари, а када се хладно обрађује повећава му се тврдоћа и чврстоћа. Полако се раствара у концентрованој азотној киселини, у врућој концентрованој сумпорној киселини, а када се фино иситни, и у хлороводоничној.[10] Његова уобичајена оксидациона стања су 0, +1, +2 и +4. До данас познат је релативно мали број једињења паладијума који без сумње имају оксидационо стање +3, мада су таква једињења претпостављена као интермедијери у многим куплованим реакција где се паладијум користи као катализатор.[18] У 2002. први пут је објављено откриће једињења са паладијумом(VI).[19][20]

ИзотопиУреди

Паладијум се у природи састоји од седам изотопа, међу којима је шест стабилних. Најстабилнији радиоизотоп је 107Pd који има време полураспада од 6,5 милиона година (у саставу природног паладијума), следи 103Pd са временом полураспада од 17 дана те 100Pd који има време полураспада од 3,63 дана. Описано је и пронађено 18 других радиоизотопа са атомским масама које се крећу од 90,94948(64) u (91Pd) до 122,93426(64) у (123Pd).[21] Већина ових изотопа има времена полураспада краћа од 30 минута, осим 101Pd (време полураспада: 8,47 h) i 112Pd (21 сат).[22]

За изотопе са вредностима атомских маса мањим од масе најраспрострањенијег стабилног изотопа 106Pd, основни начин распада је електронски захват а примарни производ распада је родијум. Основни начин распада за оне изотопе Pd који имају атомску масу вишу од 106 јесте бета распад, а основни производ код таквог распада је сребро.[22] Радиогенско 107Ag је производ распада 107Pd а први пут је откривено 1978.[23] у метеориту који је пао 1976.[24] код Санта Кларе, Дуранго, Мексико. Утврђено је да се коалесценција и диференцијација малих планета са жељезним језгром десила 10 милиона година након нуклеосинтетског догађаја. Корелација изотопа 107Pd и сребра уочена у небеским телима који су истопљена након настанка Сунчевог система, мора рефлектовати присуство краткоживућих нуклида у раном Сунчевом систему.[25]

РеференцеУреди

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305. 
  2. ^ Lide, D. R., ур. (2005). „Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  3. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4. 
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  6. 6,0 6,1 Usselman Melvyn (1978). „The Wollaston/Chenevix controversy over the elemental nature of palladium: A curious episode in the history of chemistry”. Annals of Science. 35 (6): 551—579. doi:10.1080/00033797800200431. 
  7. 7,0 7,1 Griffith, W. P. (2003). „Rhodium and Palladium – Events Surrounding Its Discovery”. Platinum Metals Review. 47 (4): 175—183. Архивирано из оригинала на датум 04. 07. 2013. Приступљено 22. 03. 2020. 
  8. ^ W. H. Wollaston (1804). „On a New Metal, Found in Crude Platina”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 94: 419—430. doi:10.1098/rstl.1804.0019. 
  9. ^ W. H. Wollaston (1805). „On the Discovery of Palladium; With Observations on Other Substances Found with Platina”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 95: 316—330. doi:10.1098/rstl.1805.0024. 
  10. 10,0 10,1 Properties of the Elements and Inorganic Compounds u: David R. Lide: CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84. izd., CRC Press. Boca Raton, Florida, 2003
  11. ^ Christine E. Garrett; Prasad, Kapa (2004). „The Art of Meeting Palladium Specifications in Active Pharmaceutical Ingredients Produced by Pd-Catalyzed Reactions”. Advanced Synthesis & Catalysis. 346 (8): 889—900. doi:10.1002/adsc.200404071. 
  12. ^ Alan Williamson. „Russian PGM Stocks” (PDF). The LBMA Precious Metals Conference 2003. The London Bullion Market Association. Приступљено 2. 10. 2010. 
  13. ^ „Historical Palladium Prices and Price Chart”. InvestmentMine. Приступљено 27. 1. 2015. 
  14. ^ „Ford fears first loss in a decade”. BBC News. 16. 1. 2002. Приступљено 19. 9. 2008. 
  15. ^ „Platinum-Group Metals” (PDF). Mineral Commodity Summaries. Geološki zavod SAD. 1. 1. 2007. 
  16. ^ Kielhorn Janet; Melber Christine; et al. (2002). „Palladium – A review of exposure and effects to human health”. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 205 (6): 417—32. PMID 12455264. doi:10.1078/1438-4639-00180. 
  17. ^ Nat Rudarakanchana (27. 3. 2014). „Why A Palladium Fund Has Launched In South Africa”. Investing.com. 
  18. ^ Powers D. C.; Ritter T. (2011). „Palladium(III) in Synthesis and Catalysis” (PDF). Top. Organomet. Chem. Topics in Organometallic Chemistry. 35: 129—156. ISBN 978-3-642-17428-5. doi:10.1007/978-3-642-17429-2_6. 
  19. ^ Chen W. (2002). „Synthesis and Structure of Formally Hexavalent Palladium Complexes”. Science. 295 (5553): 308. Bibcode:2002Sci...295..308C. doi:10.1126/science.1067027. 
  20. ^ Crabtree R. H. (2002). „Chemistry: A New Oxidation State for Pd?”. Science. 295 (5553): 288. doi:10.1126/science.1067921. 
  21. ^ „Atomic Weights and Isotopic Compositions for Palladium (NIST)”. Приступљено 12. 11. 2009. 
  22. 22,0 22,1 Audi Georges; Bersillon O.; Blachot J.; et al. (2003). „The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3—128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  23. ^ W. R. Kelly; G. J. Gounelle; R. Hutchison (1978). „Evidence for the existence of 107Pd in the early solar system”. Geophysical Research Letters. 359 (1787): 1079—1082. Bibcode:2001RSPTA.359.1991R. doi:10.1098/rsta.2001.0893. 
  24. ^ „Mexico's Meteorites” (PDF). mexicogemstones.com. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 6. 5. 2006. Приступљено 8. 10. 2015. 
  25. ^ J. H. Chen; G. J. Wasserburg (1990). „The isotopic composition of Ag in meteorites and the presence of 107Pd in protoplanets”. Geochimica et Cosmochimica Acta. 54 (6): 1729—1743. Bibcode:1990GeCoA..54.1729C. doi:10.1016/0016-7037(90)90404-9. 

Спољашње везеУреди