イリジウム

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曖昧さ回避 この項目では、元素について説明しています。その他の「イリジウム」については「イリジウム (曖昧さ回避)」をご覧ください。
オスミウム ← イリジウム → 白金
Rh
↑
Ir
↓
Mt
Element 1: 水素 (H),
Element 2: ヘリウム (He),
Element 3: リチウム (Li),
Element 4: ベリリウム (Be),
Element 5: ホウ素 (B),
Element 6: 炭素 (C),
Element 7: 窒素 (N),
Element 8: 酸素 (O),
Element 9: フッ素 (F),
Element 10: ネオン (Ne),
Element 11: ナトリウム (Na),
Element 12: マグネシウム (Mg),
Element 13: アルミニウム (Al),
Element 14: ケイ素 (Si),
Element 15: リン (P),
Element 16: 硫黄 (S),
Element 17: 塩素 (Cl),
Element 18: アルゴン (Ar),
Element 19: カリウム (K),
Element 20: カルシウム (Ca),
Element 21: スカンジウム (Sc),
Element 22: チタン (Ti),
Element 23: バナジウム (V),
Element 24: クロム (Cr),
Element 25: マンガン (Mn),
Element 26: 鉄 (Fe),
Element 27: コバルト (Co),
Element 28: ニッケル (Ni),
Element 29: 銅 (Cu),
Element 30: 亜鉛 (Zn),
Element 31: ガリウム (Ga),
Element 32: ゲルマニウム (Ge),
Element 33: ヒ素 (As),
Element 34: セレン (Se),
Element 35: 臭素 (Br),
Element 36: クリプトン (Kr),
Element 37: ルビジウム (Rb),
Element 38: ストロンチウム (Sr),
Element 39: イットリウム (Y),
Element 40: ジルコニウム (Zr),
Element 41: ニオブ (Nb),
Element 42: モリブデン (Mo),
Element 43: テクネチウム (Tc),
Element 44: ルテニウム (Ru),
Element 45: ロジウム (Rh),
Element 46: パラジウム (Pd),
Element 47: 銀 (Ag),
Element 48: カドミウム (Cd),
Element 49: インジウム (In),
Element 50: スズ (Sn),
Element 51: アンチモン (Sb),
Element 52: テルル (Te),
Element 53: ヨウ素 (I),
Element 54: キセノン (Xe),
Element 55: セシウム (Cs),
Element 56: バリウム (Ba),
Element 57: ランタン (La),
Element 58: セリウム (Ce),
Element 59: プラセオジム (Pr),
Element 60: ネオジム (Nd),
Element 61: プロメチウム (Pm),
Element 62: サマリウム (Sm),
Element 63: ユウロピウム (Eu),
Element 64: ガドリニウム (Gd),
Element 65: テルビウム (Tb),
Element 66: ジスプロシウム (Dy),
Element 67: ホルミウム (Ho),
Element 68: エルビウム (Er),
Element 69: ツリウム (Tm),
Element 70: イッテルビウム (Yb),
Element 71: ルテチウム (Lu),
Element 72: ハフニウム (Hf),
Element 73: タンタル (Ta),
Element 74: タングステン (W),
Element 75: レニウム (Re),
Element 76: オスミウム (Os),
Element 77: イリジウム (Ir),
Element 78: 白金 (Pt),
Element 79: 金 (Au),
Element 80: 水銀 (Hg),
Element 81: タリウム (Tl),
Element 82: 鉛 (Pb),
Element 83: ビスマス (Bi),
Element 84: ポロニウム (Po),
Element 85: アスタチン (At),
Element 86: ラドン (Rn),
Element 87: フランシウム (Fr),
Element 88: ラジウム (Ra),
Element 89: アクチニウム (Ac),
Element 90: トリウム (Th),
Element 91: プロトアクチニウム (Pa),
Element 92: ウラン (U),
Element 93: ネプツニウム (Np),
Element 94: プルトニウム (Pu),
Element 95: アメリシウム (Am),
Element 96: キュリウム (Cm),
Element 97: バークリウム (Bk),
Element 98: カリホルニウム (Cf),
Element 99: アインスタイニウム (Es),
Element 100: フェルミウム (Fm),
Element 101: メンデレビウム (Md),
Element 102: ノーベリウム (No),
Element 103: ローレンシウム (Lr),
Element 104: ラザホージウム (Rf),
Element 105: ドブニウム (Db),
Element 106: シーボーギウム (Sg),
Element 107: ボーリウム (Bh),
Element 108: ハッシウム (Hs),
Element 109: マイトネリウム (Mt),
Element 110: ダームスタチウム (Ds),
Element 111: レントゲニウム (Rg),
Element 112: コペルニシウム (Cn),
Element 113: ニホニウム (Nh),
Element 114: フレロビウム (Fl),
Element 115: モスコビウム (Mc),
Element 116: リバモリウム (Lv),
Element 117: テネシン (Ts),
Element 118: オガネソン (Og),
Iridium has a face-centered cubic crystal structure
77Ir
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号 イリジウム, Ir, 77
分類 遷移金属
族, 周期, ブロック 9, 6, d
原子量 192.217 
電子配置 [Xe] 4f14 5d7 6s2
電子殻 2, 8, 18, 32, 15, 2（画像）
物理特性
相 固体
密度（室温付近） 22.562 g/cm3
融点での液体密度 19 g/cm3
融点 2739 K, 2466 °C, 4471 °F
沸点 4701 K, 4428 °C, 8002 °F
融解熱 41.12 kJ/mol
蒸発熱 563 kJ/mol
熱容量 (25 °C) 25.10 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 2713 2957 3252 3614 4069 4659
原子特性
酸化数 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -3
電気陰性度 2.20（ポーリングの値）
イオン化エネルギー 第1： 880 kJ/mol
第2： 1600 kJ/mol
原子半径 136 pm
共有結合半径 141±6 pm
その他
結晶構造 面心立方格子構造
磁性 常磁性[1]
電気抵抗率 (20 °C) 47.1 nΩ⋅m
熱伝導率 (300 K) 147 W/(m⋅K)
熱膨張率 6.4 μm/(m⋅K)
音の伝わる速さ
（微細ロッド） 		(20 °C) 4825 m/s
ヤング率 528 GPa
剛性率 210 GPa
体積弾性率 320 GPa
ポアソン比 0.26
モース硬度 6.5
ビッカース硬度 1760 MPa
ブリネル硬度 1670 MPa
CAS登録番号 7439-88-5
主な同位体
詳細はイリジウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP
188Ir syn 1.73 d ε 1.64 188Os
189Ir syn 13.2 d ε 0.532 189Os
190Ir syn 11.8 d ε 2.000 190Os
191Ir 37.3% 中性子114個で安定
192Ir syn 73.827 d β- 1.460 192Pt
ε 1.046 192Os
192m2Ir syn 241 y IT 0.161 192Ir
193Ir 62.7% 中性子116個で安定
193mIr syn 10.5 d IT 0.080 193Ir
194Ir syn 19.3 h β- 2.247 194Pt
194m2Ir syn 171 d IT ? 194Ir

イリジウム（英: iridium [ɨˈrɪdiəm]）は原子番号77の元素。元素記号は Ir。 白金族元素の一つで、単体では白金に似た白い光沢（銀白色）を持つ金属（遷移金属）として存在する。

名称

「イリジウム」という名は、その塩類が、虹のように様々な色調を示す事から、ギリシャ神話の虹の女神イリスにちなんで名付けられた[2]。

概要

プラチナ(Pt)精錬の副産物として得られ[3]年間の採掘量はプラチナの生産量に依存するがわずか4トン程度で、貴金属、レアメタル（希少金属）として扱われている。 地球の地殻中での濃度は0.001 ppm（1 ppb）[4]だが、地球内部のマントルにはこれよりはるかに多くのイリジウムが含まれている。また、隕石にも多くのイリジウムが含まれており、その濃度は0.5 ppm以上であるとされている。

性質

物理的性質

密度は 22.562 g/cm3[5]、融点は 2466℃、沸点は4428℃。比重は全元素中二番目に大きい（最大はオスミウム(Os)の22.587g/cm3）。かつてはイリジウム22.65 g/cm3、オスミウム22.61 g/cm3とされ、全元素中最大の比重とされてきたが、計算時の原子数が間違っていたため修正された[6]。

展延性に乏しく、非常に硬いため、加工も難しい。融点も高いことから、そのままでは加工や成形を行うことが困難であるため、一般的には粉末合金を焼結して使用することが多い。

高温酸化雰囲気中では揮発性酸化物を生成する[7]。Ir-10Al合金化することで優れた耐酸化性能を与える事ができる[8]。

化学的性質

常温、常圧で安定な結晶構造は面心立方構造 (FCC)である。酸、アルカリに不溶で、常温では王水にも溶けない（粉末にすればわずかに溶ける）。高温でフッ素、塩素と反応する。-1, 0, +2, +3, +4, +6価の原子価を取り得る。

価格

2020年現在、白金との比較で、概ね2-2.5倍ほど。非常に高価である。

用途

工業用

イリジウムやイリジウムを用いた合金は、その硬度や融点の高さから耐熱性や耐摩耗性が求められる用途で使用されることが多い[8]。

高温耐酸化性
  • LEDなどの原料として使用する人工サファイアの単結晶を製造するための工業用のるつぼは非常に高い耐熱性が求められるため、イリジウムはるつぼの材料[9]として欠かせない存在となっており、イリジウムの用途として最も一般的である。
  • 飛行機や自動車エンジンの点火プラグの電極の材料として採用される[3]。
  • ロジウム(Rh)との合金は、IrRh熱電対として 2100℃までの計測が可能である[10][11]。
耐摩耗性
  • 耐食性・耐摩耗性に優れていることから高級万年筆のペン先の材料としてオスミウムなどと共に用いられることもある。
原器
放射線源

宝飾用

イリジウムは、白金の割り金として使用されることが多く[12]、指輪やネックレスなどの多くの宝飾品に用いられている。

また、近年ではイリジウムそのものが結婚指輪などの材料として用いられることもある[13]。

歴史

1804年にオスミウムと共にテナント (S. Tennant) が発見した[2]。

産出国

産出量の95%を南アフリカが占めており、南アフリカのブッシュフェルトの埋蔵量は現在知られている中で最大である。この他にはロシアのノリリスクやカナダのサドバリーでも産出されており、また、わずかではあるがアメリカでも発見されている。

地層に含まれるイリジウム

恐竜絶滅に関する議論で、白亜紀と古第三紀の境界の地層中に大量のイリジウムを含んだ層がある（K-Pg境界層）。イリジウムは、地表では非常に少ない金属であるため、これは隕石または地殻の深部由来のものと判断され、そのことから隕石の衝突を示す証拠であると言及されることが多い。

鉱物

イリジウムを構成する鉱石鉱物には、次のようなものがある。


同位体

詳細は「イリジウムの同位体」を参照

イリジウムの安定同位体は、191Irと193Irの2核種のみで、天然に存在するイリジウムの同位体は、この2種である。

出典

  1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  2. ^ a b 桜井弘『元素111の新知識』講談社、1998年、314頁。ISBN 4-06-257192-7。 
  3. ^ a b 御手洗容子、白金族金属の構造材料への応用 まてりあ Vol.54 (2015) No.7 p.339-342, doi:10.2320/materia.54.339
  4. ^ “The Element Iridium”. It's Elemental. Jefferson Lab. 2016年10月1日閲覧。
  5. ^ J. W. Arblaster: Densities of Osmium and Iridium, in: Platinum Metals Review, 1989, 33, 1, S. 14–16; Volltext.
  6. ^ グレイ(2010)
  7. ^ J. H. Carpenter: J. Less-common Met., 152(1989), 35-45., doi:10.1016/0022-5088(89)90069-6
  8. ^ a b 御手洗容子、村上秀之、Ir 基合金の高温耐酸化性 まてりあ Vol.52 (2013) No.9 p.440-444, doi:10.2320/materia.52.440
  9. ^ イリジウムルツボ 株式会社 フルヤ金属
  10. ^ 従来の約20倍の耐久性を持つ超高温用熱電 (PDF)
  11. ^ 小倉秀樹 ほか、「1950℃付近におけるイリジウム-ロジウム熱電対の評価技術」 センシングフォーラム資料 31, 234-238, 2014-09-25, NAID 40020353679
  12. ^ “貴金属について”. 日本ジュエリー協会. 2017年5月1日閲覧。
  13. ^ “Luxury Iridium Jewelry”. American Elements. 2017年5月1日閲覧。

参考文献

  • セオドア・グレイ 編、武井摩利 訳『世界で一番美しい元素図鑑』若林文高(監修)、創元社、2010年10月22日、176-177頁。ISBN 978-4-422-42004-2。 

関連項目

ウィキメディア・コモンズには、イリジウムに関連するメディアがあります。
周期表
  1 2   3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
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