イリジウム（Ir）は、原子番号77の希少な銀白色の遷移金属で、並外れた密度、耐食性、高融点で知られている。白金族金属（PGM）に属し、最も化学的に不活性な元素のひとつである。
イリジウムの基本情報
| 和名 | イリジウム |
|---|---|
| 英名 | Iridium |
| 語源 | ギリシャ神話の虹の女神イリス (Iris) |
| 元素記号 | Ir |
| 原子番号 | 77 |
| 原子量 | 192.2 |
| 常温(25℃)での状態 | 固体（金属） |
| 色 | 銀城色 |
| 密度 | 22.560 g/cm3（20℃） |
| 融点 | 2443℃ |
| 沸点 | 4437℃ |
| 発見者 | テナント（イギリス）[1803年] |
| 含有鉱物 | イリドスミン |
イリジウムの主な特徴
- 白金族元素（PGM: Platinum Group Metals）
- 自然界において最も耐食性・硬度・密度が高い金属
- 空気中でも酸化されにくく、濃硫酸・王水にさえ侵されないため、極めて過酷な条件下でも使用可能
- 希少性が非常に高く、地殻存在量は約0.001 ppm
- 恐竜が絶滅した原因を突き止める鍵となっている元素
イリジウムの歴史
発見
イリジウムは1803年、イギリスの化学者スミソン・テナントが王水に不溶な白金残渣から、オスミウムとともに発見しました。
当初は白金の不純物とされていましたが、異なる元素として性質が明確になりました。
名前の由来
「イリジウム（Iridium）」という名前は、ギリシャ神話の「虹の女神イリス（Iris）」に由来し、イリジウム化合物が鮮やかな多色の化合物を形成することにちなんで命名されました。
イリジウムの主な用途
イリジウムはその耐食性・高融点・安定性を活かし、以下のような用途で使用されています：
- 高耐久部品： 点火プラグ、高温用るつぼ、ノズル、熱電対の保護管
- 電極材料： クロルアルカリ工業や水電解装置の不溶性陽極として
- 合金添加材： 白金との合金で熱電対（Pt/Ir）、医療用カテーテル、時計部品などに使用
- 放射線源： 放射性同位体Ir-192は、がん治療（密封小線源）や非破壊検査に用いられる
- 科学基準器具： メートル原器（過去）にPt-Ir合金が使用されていた
その希少性にもかかわらず、イリジウムはハイテクや産業用途において極めて重要である：
触媒作用
水素化、脱水素、カルボニル化反応の触媒として使用される。
イリジウムベースの触媒は、有機合成や燃料電池技術で重宝されている。
電気接点およびスパークプラグ
イリジウムは融点が高く耐食性に優れているため、電気接点、特に高温または高摩耗環境で使用される。
イリジウム・スパークプラグは、高性能エンジンにおいて長寿命で効率的である。
るつぼと装置
イリジウムとイリジウム合金は、高純度の単結晶を成長させるためのるつぼ（レーザーや半導体用など）に使用される。
医療用途
イリジウム192は放射性同位元素で、ブラキセラピー（体内がん放射線治療）に使用される。
また、特定のインプラントや手術器具にも使用されている。
イリジウムの生成方法
イリジウムは主に白金鉱石やニッケル鉱石の副産物として得られます。以下の工程を経て精製されます：
- 鉱石処理： 銅・ニッケル鉱石から電解精錬でアノードスライムとして沈殿
- 化学分離： 溶解・沈殿・再溶解を繰り返し、オスミウムや白金などと分離
- 還元精製： IrCl₃などを水素還元して金属イリジウムを得る
存在量： 地殻中では極めて希少（～0.001ppm）。プラチナ鉱石や、ニッケルや銅の採掘の副産物として発見される。
産地： 南アフリカ、ロシア、カナダが主要生産国である。
抽出： 複雑な沈殿および溶媒抽出技術を用い、白金族金属の精錬中に抽出される。
イリジウムを含む化合物
イリジウムは主に+3価および+4価の酸化状態で安定な化合物を形成します。以下は主な例です：
- 三塩化イリジウム（IrCl₃）： 有機合成・均一系触媒の前駆体として利用
- 酸化イリジウム（IrO₂）： 優れた導電性・耐酸化性を持つ電極材料
- 錯体化合物： イリジウム錯体は有機EL（OLED）の発光材料として注目
- 放射性同位体Ir-192： 医療用・工業用線源
イリジウムの研究事例
イリジウムはその優れた物理・化学特性から、次のような先端分野の研究に利用されています：
- イリジウム触媒： C–H結合活性化、脱水素化、クロスカップリング反応における高選択的触媒
- 水分解反応： IrO₂を用いた酸素発生反応（OER）の電極材料の開発
- OLED材料： イリジウム錯体による高効率・高輝度の有機ELデバイス
- 極限環境材料： 高温高圧でも劣化しない材料として航空宇宙分野での利用検討
- 宇宙地質学： 隕石層に多量に含まれるため、恐竜絶滅の証拠（K-Pg境界）として注目
イリジウム触媒
Chunyan Wang; Fulin Yanga; Ligang Feng, “Recent advances in iridium-based catalysts with different dimensions for the acidic oxygen evolution reaction”, Nanoscale Horiz, 2023, 8, 1174-1193. DOI: 10.1039/D3NH00156C
宇宙地質学
地質層（特に白亜紀と古第三紀の境界）中のイリジウムの異常な高濃度は、恐竜絶滅の小惑星衝突説を支持している。
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