ПАЛЛА́ДИЙ

ПАЛЛА́ДИЙ (лат. Palladium), Pd, хи­мич. эле­мент VIII груп­пы ко­рот­кой фор­мы (10-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы; ат. н. 46, ат. м. 106,42; от­но­сит­ся к пла­ти­но­вым ме­тал­лам. При­род­ный П. со­сто­ит из шес­ти ста­биль­ных изо­то­пов: ¹⁰²Pd (1,02%), ¹⁰⁴Pd (11,14%), ¹⁰⁵Pd (22,33%), ¹⁰⁶Pd (27,33%), ¹⁰⁸Pd (26,46%), ¹¹⁰Pd (11,72%). Ис­кус­ст­вен­но по­лу­че­ны ра­дио­изо­то­пы с мас­со­вы­ми чис­ла­ми 91–123; наи­бо­лее дол­го­жи­ву­щий 107Pd (T_1/2 6,5·10⁶ лет, β-из­лу­ча­тель). Изо­то­пы П. об­ра­зу­ют­ся в боль­ших ко­ли­че­ст­вах при де­ле­нии ядер U и Pu.

П. от­но­сит­ся к ред­ким эле­мен­там; содер­жа­ние в зем­ной ко­ре со­став­ля­ет 1·10^–6% по мас­се. В при­ро­де встре­ча­ет­ся в суль­фид­ных мед­но-ни­ке­ле­вых ру­дах в ви­де соб­ст­вен­ных ми­не­ра­лов [из­вест­но ок. 30, важ­ней­шие – фру­дит PdBi₂, сти­био­пал­ла­ди­нит Pd₃Sb, звя­гин­це­вит Pd₃Pb, брэг­гит (Pd, Pt, Ni)S] и как изо­морф­ная при­месь в ми­не­ра­лах ни­ке­ля и/или ме­ди. В Рос­сии по­доб­ные ру­ды встре­ча­ют­ся в Но­риль­ском пром. р-не, при­чём со­дер­жа­ние Pd в них в 4–5 раз пре­вы­ша­ет со­дер­жа­ние Pt; в ми­ре – в ЮАР, Зим­баб­ве, Ка­на­де, США, Ав­ст­ра­лии. П. вхо­дит так­же в со­став шли­хо­вой пла­ти­ны (Вост. Си­бирь). См. так­же Пла­ти­но­вые ру­ды.

Эле­мент от­крыт в 1803 У. Х. Вол­ла­сто­ном при ис­сле­до­ва­нии са­мо­род­ной пла­ти­ны и на­зван в честь от­кры­тия ас­те­рои­да Пал­ла­ды.

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­ма П. 4d¹⁰; сте­пе­ни окис­ле­ния от +1 до +6 (наи­бо­лее ус­той­чи­ва +2); элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 2,2; атом­ный ра­ди­ус 140 пм; ион­ный ра­ди­ус для Pd(II) 78 пм и 100 пм (ко­ор­ди­нац. чис­ло 4 и 6), для Pd(III) 90 пм (ко­ор­ди­нац. чис­ло 6). При нор­маль­ных ус­ло­ви­ях П. – се­реб­ри­сто-бе­лый ме­талл; кри­стал­лич. ре­шёт­ка гра­не­цен­три­ров. ку­би­че­ская; t_пл 1554 °С (са­мая низ­кая по срав­не­нию с др. пла­ти­но­вы­ми ме­тал­ла­ми), t_кип 2940 °С, плот­ность 12020 кг/м³, те­п­ло­про­вод­ность 75,3 Вт/(м·К), ко­эф. тер­мич. рас­ши­ре­ния 1,17·10^–5 К^–1 (при темп-ре 0–100 °С), удель­ное элек­трич. со­про­тив­ле­ние 10,8·10^–8 Ом·м; па­ра­маг­ни­тен, удель­ная маг­нит­ная вос­при­им­чи­вость 6,7·10^–8 м³/кг.

П. – пла­стич­ный ме­талл, лег­ко под­да­ёт­ся ков­ке, штам­пов­ке, про­кат­ке, про­тяж­ке, хо­ро­шо по­ли­ру­ет­ся и сва­ри­ва­ет­ся. Из не­го уда­ёт­ся по­лу­чать тон­чай­шие лис­ты и тон­кую про­во­ло­ку. П. уп­роч­ня­ет­ся при хо­лод­ном де­фор­ми­ро­ва­нии, но ста­но­вит­ся мяг­че по­сле от­жи­га. Для ото­жжён­но­го П. мо­дуль уп­ру­го­сти 117 ГПа, от­но­сит. уд­ли­не­ние 25–40%; твёр­дость по Вик­кер­су 37–39.

П. об­ла­да­ет наи­бо­лее вы­со­кой хи­мич. ак­тив­но­стью по срав­не­нию с др. ме­тал­ла­ми пла­ти­но­вой груп­пы: рас­тво­ря­ет­ся при на­гре­ва­нии в кон­цен­трир. азот­ной ки­сло­те и кон­цен­трир. сер­ной ки­сло­те, в цар­ской вод­ке. Окис­ля­ет­ся на воз­ду­хе с об­ра­зо­ва­ни­ем туск­лой плён­ки PdO. Мо­жет быть пе­ре­ве­дён в рас­твор дей­ст­ви­ем хло­ра на сус­пен­зию ме­тал­лич. по­рош­ка в раз­бав­лен­ной со­ля­ной ки­сло­те ли­бо пу­тём анод­но­го рас­тво­ре­ния по­сто­ян­ным то­ком в со­ля­ной ки­сло­те. С ки­сло­ро­дом П. об­ра­зу­ет ок­сид PdO (по­ро­шок чёр­но­го цве­та, ус­той­чив до темп-ры 800–850 °С, вы­ше ко­то­рой раз­ла­га­ет­ся до ме­тал­ла) и ди­ок­сид PdO₂ (по­ро­шок тём­но-крас­но­го цве­та, силь­ный окис­ли­тель). П. об­ла­да­ет спо­соб­но­стью об­ра­ти­мо по­гло­щать во­до­род: при ком­нат­ной темп-ре один объ­ём Pd по­гло­ща­ет св. 800 объ­ё­мов H₂.

П. не­по­сред­ст­вен­но реа­ги­ру­ет при темп-ре крас­но­го ка­ле­ния с фто­ром, хло­ром, бро­мом и ио­дом с об­ра­зо­ва­ни­ем со­еди­не­ний со­ста­ва PdX₂ (Х – га­ло­ген, кро­ме фто­ра); при взаи­мо­дей­ст­вии с фто­ром об­ра­зу­ет­ся триф­то­рид PdF₃. Га­ло­ге­ни­ды П. – ко­рич­не­вые (PdI₂ – чёр­ный) кри­стал­лич. по­рош­ки. Наи­бо­лее изу­чен ди­хло­рид PdCl₂. Его по­лу­ча­ют обыч­но рас­тво­ре­ни­ем Pd в цар­ской вод­ке с по­сле­дую­щим мно­го­крат­ным упа­ри­ва­ни­ем об­ра­зую­ще­го­ся рас­тво­ра тет­ра­хло­ро­пал­ла­дие­вой ки­сло­ты H₂[PdCl₄], ко­то­рая су­ще­ст­ву­ет толь­ко в рас­тво­ре. PdCl₂ – не­ор­га­нич. по­ли­мер, об­ра­зо­ван­ный мос­ти­ко­вы­ми ато­ма­ми хло­ра. Рас­твор PdCl₂ в спир­те яв­ля­ет­ся очень чув­ст­ви­тель­ным ре­ак­ти­вом на СО, т. к. об­ра­зу­ет с ним кар­бо­нил­хло­рид со­ста­ва PdCOCl₂. Бу­ду­чи халь­ко­филь­ным эле­мен­том, Pd об­ра­зу­ет мно­го­числ. со­еди­не­ния с се­рой, се­ле­ном и тел­лу­ром (напр., с се­рой – мо­но­суль­фид PdS и ди­суль­фид PdS₂ – прак­ти­че­ски не­рас­тво­ри­мые в во­де по­рош­ки ко­рич­не­во-чёр­но­го цве­та, а так­же PdSe, PdSe₂, PdTe₂).

П. об­ра­зу­ет мно­го­числ. ком­плекс­ные со­еди­не­ния, а так­же пал­ла­дий­ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния. Наи­бо­лее изу­чен­ны­ми и рас­про­стра­нён­ны­ми яв­ля­ют­ся ком­плекс­ные хло­ри­ды со­ста­ва M₂[PdCl₄] (M – Na, K, NH 4 + , Rb, Cs), ком­плекс­ные ка­тио­ны, напр. [Pd(NH₃)₄]²⁺, ор­га­нич. ка­тио­ны. В вод­ных рас­тво­рах ком­плек­сы П. гид­ро­ли­зу­ют­ся. При нит­ро­ва­нии хло­рид­ных ком­плек­сов об­ра­зу­ют­ся нитро­ком­плек­сы со­ста­ва [Pd(NO₂)₄]^2–. Суль­фа­ты PdSO₄ и PdSO₄· 2H₂O – ти­пич­ные ко­ор­ди­нац. со­еди­не­ния, от­ли­чаю­щие­ся спосо­ба­ми ко­ор­ди­на­ции груп­пы SO₄ к центр. ато­му. При ис­поль­зо­ва­нии в ка­че­ст­ве ли­ган­дов фос­фи­нов, ар­си­нов, изо­нит­ри­лов и др. ста­би­ли­зи­ру­ет­ся со­стоя­ние Pd(0) и Pd(I), для ко­то­рых так­же опи­са­ны мно­го­числ. ком­плекс­ные со­еди­не­ния.

По­лу­ча­ют П. в про­цес­се аф­фи­на­жа пла­ти­но­вых кон­цен­тра­тов, за­клю­чит. ста­ди­ей ко­то­ро­го вы­сту­па­ет тер­мич. раз­ло­же­ние транс-изо­ме­ра [Pd(NH₃)₂Cl₂]. В свою оче­редь, пла­ти­но­вые кон­цен­тра­ты по­лу­ча­ют из шла­мов элек­тро­ли­за ни­ке­ля и ме­ди. Го­до­вое про­из-во П. в 2010 со­ста­ви­ло 199,4 т.

Гл. про­из­во­ди­те­лем П. в ми­ре яв­ля­ет­ся Рос­сия, оп­ре­де­ляю­щая так­же конъ­юнк­ту­ру рын­ка это­го ме­тал­ла. Осн. об­лас­ти при­ме­не­ния П. – ка­та­лиз (пал­ла­дие­вые ка­та­ли­за­то­ры при­ме­ня­ют­ся в хи­мич. и неф­те­хи­мич. пром-сти, в ав­то­мо­биль­ном транс­пор­те для очи­ст­ки вы­хлоп­ных га­зов), элек­тро­ни­ка, элек­тро­тех­ни­ка, а так­же ме­ди­ци­на (в ча­ст­но­сти, ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся сто­ма­то­ло­гич. пал­ла­дий­со­дер­жа­щие спла­вы). Пер­спек­тив­ная об­ласть при­ме­не­ния П. – юве­лир­ная пром-сть.