四氧化锇

四氧化锇，又稱氧化锇(VIII)，是化学式为OsO4的化合物，常溫下為無色固體，但大多數樣本呈現黃褐色，可能是由於其中存在棕黃色二氧化鋨（OsO2）雜質所致。四氧化鋨具有一些不同於大多數金屬氧化物的特殊性質，例如具有揮發性和高毒性。

尽管四氧化锇有劇毒且锇元素罕見且昂貴，該化合物仍有很多用途，例如其與脂質結合的特性使其在生物學中廣泛用作電子顯微鏡樣本的染色劑。

物理性质
纯四氧化锇是无色的，但因通常混有少量二氧化锇（OsO2）而呈黄褐色。

OsO4可溶于四氯化碳（CCl4），微溶于水，与水反应生成锇酸（见下文）。OsO4具有挥发性，常温下易升华。气味与臭氧相似。锇的名称即起源于希腊文的“osme”，意思是“臭味”。

结构和电子排布
锇(VIII)是d0金属離子，因此当Os(VIII)的配位数为四时，其形状应是四面体构型。还有MnO4−和CrO42−也是四面体构型。

OsO4中锇的化合价为+8，这是过渡金属的最高化合价。锇原子有8个价电子。如果假设每个Os-O键都提供两个电子，则该络合物总共有16个电子，与高锰酸根离子和铬酸根离子一样。

合成
粉末状的锇在常温下与O2缓慢反应，生成OsO4。块状的锇则须加热至670 K才能被氧气氧化。

:Os + 2 O2 → OsO4

反应
氧氟化物
*锇有很多种氧氟化物，都对潮湿非常敏感。
在77K的低温下，四氧化锇与二氟化氪在氢氟酸溶液中反应，生成紫色的 顺式-OsO2F4。

: OsO4 + 2 KrF2 → cis-OsO2F4 + 2 Kr + O2

*OsO4与F2反应，生成黄色的OsO3F2:

: 2 OsO4 + 2 F2 → 2 OsO3F2 + O2

*OsO4在常温下与等摩尔的[Me4N]F反应，在253K的温度下则与两倍的物质的量的[Me4N]F反应：
此反应中锇的化合价从+8下降到0。

*四氧化锇也可以被碳还原：

:OsO4 + 2 C → Os + 2 CO2OsO4的強氧化性使其能與未飽和碳-碳鍵反應，從而連接脂質。因此在染色的同時，它還會固定生物膜，從而使樣本結構特徵不被破壞，也能快速殺死原生動物等會移動的活體樣本。

鋨礦石精煉
OsO4是從礦石中提取鋨的中間產物。將含鋨殘留物用過氧化鈉（Na2O2）處理，形成可溶的Na2[OsO4(OH)2]。該鹽與氯反應形成OsO4。在精煉的最後步驟，粗製的OsO4溶解在NaOH醇中形成Na2[OsO2(OH)4]，用氯化銨（NH4Cl）處理後得到(NH4)4[OsO2Cl2]。將此鹽在氫氣中還原，即可得到鋨。

藥物
四氧化鋨唯一已知的臨床用途是治療關節炎。由於缺乏有關局部施用四氧化鋨的長期副作用的報告，說明鋨本身可能具有生物相容性，儘管這取決於所施用的鋨化合物種類。2011年，有報告指出鋨(VI)和鋨(II)化合物在體內具抗癌活性，顯示使用鋨化合物作為抗癌藥物具有廣闊的前景。

安全性
四氧化鋨的揮發性很高，能輕易穿透皮膚，經吸入、進食和皮膚接觸後都具有毒性。如果空氣中含有低濃度四氧化鋨，會造成肺淤血及皮膚和眼部損害，人眼接觸四氧化鋨後會對角膜進行不可逆的染色，從而導致失明。因涉及四氧化鋨的實驗必須在通風櫃內操作。四氧化鋨的容許暴露限值（8小時時間加權平均值）為2 µg/m3。由於四氧化鋨可以穿透塑膠和食品包裝，因此必須在玻璃容器中冷藏保存。

外部链接

• [http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc05/icsc0528.htm 国际化学安全卡 0528]
• [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0473.html NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards]
• [http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/3603961.stm BBC report on bomb plot]
• [http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/3604857.stm BBC 什么是四氧化锇]
• [http://www.chm.bris.ac.uk/motm/oso4/oso4h.htm 四氧化锇: 本月的化合物]
• [https://www.organic-chemistry.org/chemicals/oxidations/osmiumtetroxide.shtm 化学反应]

参考文献

• Cotton, S. A. "Chemistry of Precious Metals," Chapman and Hall (London): 1997. ISBN 0-7514-0413-6.
• Berrisford, D. J.; Bolm, C.; Sharpless, K. B., "Ligand Accelerated Catalysis", Angewandte Chemie, International Edition English, 1995, volume 34, pp. 1059-1070.