锇（Osmium），属铂系元素，元素符号Os，原子序数76，相对原子质量190.23。元素周期表六周期第8族过渡金属，六方晶系。
物理性质：
纯净的锇金属呈现出清冷的蓝灰色光泽，在铂族金属中独具特色。锇通常以粉末状或致密的小块状存在。块状锇密度22.59g/cm³，是地球上密度最大的天然元素，是黄金的2.5倍、铅的5倍。熔点3033℃，远高于常见的铁（1538°C）和铜（1085°C），也高于大多数其他铂族金属（除钌外）。只有碳化钽、钨等少数材料能超过它。沸点5012℃，在元素界名列前茅。锇的莫氏硬度达7.0，仅次于金刚石，能轻松划伤玻璃表面。锇硬度虽高质地却比较脆，用锤子轻轻一敲就会碎成蓝黑色粉末，因此很难轧成薄片或拉成丝。
块状锇几乎不吸收氢气，超导转变温度却低至0.4-0.7 K，在极寒世界里才能展现“零电阻”的绝技。
锇还具有高抗压缩性，其体积模量报告在395至462GPa之间，接近钻石的443GPa。这表明锇在受到巨大压力时，其体积变化非常小，能够保持相对稳定的形态。
锇的电子排布
化学性质：
块状锇在空气中可形成致密氧化膜（OsO₂）展现出极强的化学稳定性。它对空气、水、普通酸（包括王水）甚至强碱都具有极强的抵抗力。粉末却极易自燃，室温下就会生成一层蓝色氧化锇（OsO₂）薄膜；加热时则生成淡黄色晶体四氧化锇（OsO₄）。锇能形成从-2到+8价的各种化合物，其中+4价（如OsO₂, K₂[OsCl₆]）和+8价（OsO₄）最为常见。
四氧化锇熔点41℃，使其在室温下即可升华，具有强烈的刺激性气味，对眼睛、皮肤和呼吸道有剧毒。即使低浓度吸入也能严重损伤肺部，接触皮肤或眼睛会导致严重灼伤甚至失明。它是锇处理中最大的安全风险。
四氧化锇是生物学和材料科学中极好的电子染色剂。在电子显微镜下观察生物组织（如细胞膜、脂肪组织）或聚合物时，四氧化锇能选择性地与特定结构结合，显著提高图像的对比度和清晰度。此外，它也是有机合成中重要的氧化剂，用于烯烃的顺式双羟化等反应。
英国化学家史密森·特南特（Smithson Tennant）
18世纪中叶，铂作为一种新奇的“白色金子”从南美洲传入欧洲，引起了化学家的浓厚兴趣。然而，在尝试溶解天然铂矿以提纯铂的过程中，科学家们遇到了麻烦：总会留下一些难溶的、灰暗的残留物。
1803年，英国化学家史密森·特南特（Smithson Tennant）对这些神秘的残留物产生了兴趣。他系统地研究了这些物质。
特南特敏锐地发现，这些残留物并非单一物质。他用王水（浓盐酸和浓硝酸的混合物）处理这些残渣时：一部分物质溶解了，从中他分离出一种新元素的氧化物，这种氧化物能形成多种颜色的盐（如红色）。他将此元素命名为铱（Iridium），源于希腊词“iris”（彩虹），意指其化合物色彩的多样性。另一部分物质仍然不溶解于王水，呈现出独特的金属颗粒。特南特将其视为另一种新元素。
“气味”命名： 特南特发现，这种新金属粉末在空气中加热时，会产生一种刺鼻的、令人不适的气味（正是四氧化锇OsO₄的气味）。因此，他根据希腊词“osme”（意为气味、臭味）将这种新元素命名为Osmium（锇）。
随后几年，特南特和其他科学家（如法国化学家沃克兰）合作，通过更深入的研究，成功分离出金属锇，并进一步确认了其性质。锇和铱这对“双胞胎”元素就此在元素周期表上拥有了自己的位置。特南特从铂矿的“废渣”中，凭借敏锐的观察力和严谨的实验，一举揭开了两种新元素——锇与铱的面纱，这是化学史上的一段佳话。
20世纪中叶，X射线荧光光谱技术的出现彻底改变了锇的提纯工艺。南非英美铂业公司开发的"选择性氯化-分馏结晶"法，将锇的回收率从15%提升至89%。
2025年，最新研究显示，通过超临界二氧化碳萃取技术，可在镍矿尾渣中直接提取锇化合物，使生产成本降低67%。这些突破正重塑全球锇供应链——过去需要10万吨铂矿才能提取的锇，现在从1万吨镍矿尾渣中即可获得。
铱锇矿石
全球储量：
锇是地壳中最稀有的稳定元素之一，其丰度估计仅为十亿分之一（0.001 ppm）级别。比黄金还稀有上千倍。锇最主要的来源是原生铂族金属矿床（南非/俄罗斯占全球90%储量）。它通常与铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）、钌（Ru）、铱（Ir）这五个“兄弟”紧密共生。主要主要存在于锇铱矿（OsIr合金）和铂族金属矿床中。
含锇铂矿
全球可开采锇储量估计仅有20-30吨左右，换算下来大约只有1立方米的体积，这个量甚至可以轻松地放在书桌下面，足见其稀缺程度。如此稀少的储量，使得锇在资源领域显得格外珍贵。中国甘肃金川镍矿的锇储量占全国90%，但年产量不足500公斤。
产量与经济：
全球锇的年产量非常低，通常只有几百公斤到一吨左右（作为铂族金属精炼的副产品）。其价格波动很大，但一直是最昂贵的金属之一，通常高于黄金价格。其价格受铂族金属整体市场、精炼厂处理副产品的策略以及特定需求的影响很大。
开采与提炼：
锇的开采极为困难且成本高昂，需通过采矿，选矿富集，湿法冶金，溶解，残留物分离等环节。矿石到金属锇主要需经历：
熔炼分离：在氩气保护下电解精炼
氧化蒸馏：用氢氧化钠熔融提取OsO₄
还原制取：氢气还原得到纯度99.99%的锇锭整个过程能耗是黄金提取的300倍，堪称“点石成金”的现代炼金术。
电子显微镜染色：
四氧化锇（OsO₄）是生物学（尤其是神经科学、细胞生物学）和材料科学（高分子材料）中不可或缺的固定剂和电子染色剂。它能与细胞膜（脂质）、某些蛋白质以及聚合物中的不饱和键反应，沉积金属锇，极大地增强这些结构在透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）下的对比度和分辨率，使科学家能清晰地观察到细胞的超微结构（如内质网、高尔基体、髓鞘）或高分子材料的相分离形态。
医疗：
锇同位素能够发射出特定能量的射线，这些射线可以精确地照射肿瘤部位，破坏癌细胞的DNA，从而达到杀死癌细胞的目的。与传统的放射治疗方法相比，使用锇同位素进行放射治疗可能具有更高的靶向性和治疗效果，同时减少对周围正常组织的损伤，为癌症患者提供更有效的治疗选择。
锇合金：
锇铱合金是锇最经典、历史最悠久的应用。将少量锇（通常10-20%）添加到铱中，形成的锇铱合金（Osmiridium/Iridosmine）具有无与伦比的硬度、耐磨性和极致的耐腐蚀性。可用作高品质的钢笔笔尖的小圆点。也用在需要极高耐磨性、低摩擦且不能使用润滑油的场合，如曾被用于制造指南针轴承、精密天平刀口、钟表枢轴、留声机唱针尖、电接触点等。锇合金手术刀片可保持锋利度超过1000次切割，是钛合金的10倍。
耐高温的锇基合金在航空航天和能源领域有着重要应用。在喷气发动机中，高温部件需要承受极高的温度和压力，锇基合金凭借其优异的高温强度和抗氧化性能，能够确保发动机在高温环境下稳定运行，提高发动机的效率和性能。在航天器组件中，锇基合金也可用于制造耐高温的结构件和热防护部件，保障航天器在大气层重返和太空环境下的安全。
少量锇添加到铂或钯中，可以显著提高这些贵金属合金的硬度和耐磨性，用于制造特殊首饰（极少见）、实验室器皿或工业催化剂载体。
催化剂：
氨合成：锇-铁催化剂使哈伯法合成氨的反应温度从500℃降至400℃，能耗降低35%。
烯烃氧化：四氧化锇催化环氧丙烷生产的产率达99.2%，远超传统银催化剂的78%。
药物合成：辉瑞公司使用锇催化剂开发抗癌药物紫杉醇中间体，反应步骤从12步缩短至4步。
氢化/脱氢：锇黑（高度分散的锇粉末）在一些特定的加氢或脱氢反应中表现出活性，但应用不如其他铂族金属广泛。
燃料电池：锇在燃料电池催化剂领域的研究持续进行。
投资与收藏：
99.9%纯度的锇粉售价约100美元/克，虽不及黄金流通广泛，但因其“最重元素”的噱头，成为小众贵金属投资标的。德国、瑞士的精炼厂推出“锇晶体”首饰，利用其独特晶体光泽吸引高端消费者。
科学研究：
锇的同位素（如¹⁸⁷Os）在地质年代学（铼-锇定年法）和天体化学（研究陨石、地核组成）中是重要的示踪工具。铼（Re）衰变成¹⁸⁷Os，通过测量岩石或矿物中Re和¹⁸⁷Os的含量比值，可以确定其形成年代，这对理解矿床成因、地幔演化、天体事件等至关重要。
量子计算：锇纳米线被用于制造量子比特的传输通道，其超导特性使量子态保持时间延长至毫秒级。
核能安全：锇-187同位素的中子吸收截面达3400巴恩，是控制核反应堆功率的关键材料。
深空探测：欧空局"木星冰月探测器"使用锇涂层反射镜，可抵御木星强辐射环境10年以上不降解。
四氧化锇气体
毒性危害：
锇本身的毒性相对较低，但当锇处于粉末状态时，在空气中容易发生氧化反应，生成四氧化锇。四氧化锇被列为剧毒化学品，其毒性是氰化钾的20倍。比砒霜更危险。四氧化锇具有高挥发性，在常温下就能挥发形成蒸气，很容易被人体吸入。其分子直径仅0.3纳米，可穿透常规防护服纤维间隙。一旦进入人体，它会迅速扩散到各个组织和器官，可致永久性角膜损伤，对人体造成多方面的损害，导致呼吸困难、咳嗽、发热等症状，甚至危及生命。
安全措施：
工程控制：负压操作间配备HEPA过滤系统。
个人防护：A级防化服+正压呼吸器。
应急处理：泄漏物需用5%氢氧化钠溶液固化，严禁水冲洗。
锇元素既为人类的发展提供了巨大的助力，又隐藏着一定的风险。我们需要深入了解它的特性，合理利用它的优势，同时采取有效的防护措施来规避风险。在未来的科学研究和应用中，相信锇元素还将继续发挥重要作用，为推动人类社会的进步和科学技术的发展贡献力量 。