Iridium (Ir) – Eigenschaften, Vorkommen und Verwendung

Iridium gehört zu den außergewöhnlichsten Metallen des Periodensystems. Es ist extrem dicht, besitzt einen sehr hohen Schmelzpunkt und widersteht chemischen Angriffen besser als die meisten anderen Metalle. Selbst aggressive Säuren können kompaktem Iridium unter gewöhnlichen Bedingungen kaum etwas anhaben. Gleichzeitig spielt dieses seltene Element eine überraschend wichtige Rolle in der Erdgeschichte: Eine dünne, weltweit nachweisbare Schicht mit ungewöhnlich viel Iridium lieferte einen entscheidenden Hinweis auf den Asteroideneinschlag, der vor rund 66 Millionen Jahren das Ende der Dinosaurierzeit mitprägte.

Mit der Ordnungszahl 77 gehört Iridium zu den Übergangsmetallen und zur Gruppe der Platinmetalle. Es steht in der sechsten Periode des Periodensystems zwischen Osmium und Platin. Sein Elementsymbol lautet Ir. Obwohl Iridium in der Erdkruste äußerst selten ist, wird es in technisch anspruchsvollen Bereichen eingesetzt – beispielsweise in Zündkerzen, Hochtemperaturbauteilen, speziellen Elektroden und korrosionsbeständigen Beschichtungen.

Was macht Iridium so widerstandsfähig? Warum trägt es den Namen einer Regenbogengöttin? Und wie konnte ein seltenes Metall dazu beitragen, eines der größten Rätsel der Erdgeschichte zu lösen?

Iridium im Periodensystem – die wichtigsten Eigenschaften

Die angegebenen physikalischen Werte sind gerundet. Besonders bei der Dichte können je nach Messmethode, Temperatur und Referenzwerk geringfügig unterschiedliche Zahlen auftreten.

Im Online-Periodensystem von blume lässt sich die Stellung des Iridiums innerhalb der Übergangsmetalle nachvollziehen. Besonders interessant ist der Vergleich mit den benachbarten Elementen Osmium und Platin.

Die Entdeckung des Iridiums – zwei neue Elemente aus einem unscheinbaren Rückstand

Die Entdeckung des Iridiums ist eng mit der Geschichte des Platins verbunden. Bereits im 18. Jahrhundert beschäftigten sich europäische Wissenschaftler mit diesem ungewöhnlich schweren und chemisch widerstandsfähigen Edelmetall. Bei der Reinigung von Platin blieb jedoch regelmäßig ein dunkler Rückstand zurück, der sich nicht auf gewöhnliche Weise auflösen ließ.

Der britische Chemiker Smithson Tennant (1761–1815) untersuchte diesen Rückstand systematisch. Im Jahr 1803 gelang es ihm, darin zwei zuvor unbekannte chemische Elemente nachzuweisen: Osmium und Iridium. Seine Entdeckung veröffentlichte er 1804.

Beide Elemente gehören heute zur Gruppe der Platinmetalle. Sie sind außergewöhnlich dicht und chemisch widerstandsfähig, unterscheiden sich aber deutlich in bestimmten Reaktionen und Verbindungen.

Während Osmium nach dem charakteristischen Geruch einer seiner Verbindungen benannt wurde, erhielt Iridium einen ausgesprochen farbenfrohen Namen.

Warum heißt Iridium nach einer Regenbogengöttin?

Der Name Iridium leitet sich von Iris ab, der griechischen Göttin des Regenbogens. Tennant wählte diesen Namen, weil die von ihm untersuchten Iridiumverbindungen unterschiedliche Farben zeigten.

Das ist bemerkenswert: Das reine Metall erscheint silberweiß und keineswegs regenbogenfarben. Die farbige Vielfalt entsteht erst durch seine chemischen Verbindungen.

Bei Übergangsmetallen können unterschiedliche Oxidationsstufen, Liganden und elektronische Übergänge die Farbe einer Verbindung beeinflussen. Iridium ist deshalb ein gutes Beispiel dafür, wie stark sich die Eigenschaften eines Elements von denen seiner Verbindungen unterscheiden können.

Die Namen Osmium und Iridium erinnern bis heute an zwei verschiedene Beobachtungen aus derselben Entdeckungsgeschichte: einen auffälligen Geruch und eine ungewöhnliche Farbenvielfalt.

Eines der dichtesten Elemente der Welt

Iridium besitzt eine außergewöhnlich hohe Dichte von ungefähr 22,56 Gramm pro Kubikzentimeter. Damit gehört es zusammen mit Osmium zu den dichtesten bekannten Elementen.

Zum Vergleich: Ein Würfel mit einer Kantenlänge von einem Zentimeter hat ein Volumen von genau einem Kubikzentimeter. Besteht dieser Würfel aus Iridium, wiegt er etwa 22,6 Gramm. Ein gleich großer Aluminiumwürfel bringt dagegen nur ungefähr 2,7 Gramm auf die Waage.

Iridium ist somit mehr als achtmal so dicht wie Aluminium und beinahe dreimal so dicht wie Eisen.

Iridium oder Osmium – welches Metall ist dichter?

Diese Frage beschäftigt nicht nur Schülerinnen und Schüler, sondern taucht auch in wissenschaftlichen Nachschlagewerken auf.

Osmium und Iridium liegen bei ihren Dichtewerten extrem eng beieinander. Häufig wird Osmium mit etwa 22,59 g/cm³ und Iridium mit etwa 22,56 g/cm³ angegeben. Die Unterschiede sind jedoch so klein, dass die verwendeten Messwerte und ihre Genauigkeit für die Rangfolge entscheidend sind.

In älteren Quellen und einzelnen Datensätzen wird Iridium als das dichteste Element bezeichnet. Andere Referenzwerke führen Osmium an erster Stelle.

Wissenschaftlich besonders sauber ist deshalb die Formulierung: Iridium und Osmium sind die beiden dichtesten bekannten Elemente und besitzen nahezu identische Dichten.

Warum ist Iridium so schwer?

Die hohe Dichte hängt mit der großen Masse seiner Atome und ihrer engen Anordnung im Kristallgitter zusammen.

Iridium besitzt die Ordnungszahl 77. Jedes neutrale Iridiumatom enthält daher 77 Protonen und 77 Elektronen. Seine natürlich vorkommenden Isotope besitzen zusätzlich mehr als hundert Neutronen im Atomkern.

Im festen Metall sind die Atome in einer kubisch flächenzentrierten Kristallstruktur angeordnet. Diese Struktur ermöglicht eine dichte Packung der Atome.

Entscheidend ist das Verhältnis zwischen der Masse der Atome und dem Volumen, das sie im Festkörper einnehmen. Gerade bei schweren Übergangsmetallen spielen außerdem relativistische Effekte eine Rolle, die die elektronischen Eigenschaften und damit die Bindungsverhältnisse beeinflussen.

Iridium veranschaulicht somit, dass die Dichte eines Elements nicht allein von seiner Ordnungszahl oder Atommasse abhängt.

Physikalische Eigenschaften – hart, spröde und extrem hitzebeständig

Iridium ist ein silberweißes, metallisch glänzendes Element. Es besitzt eine hohe Härte und eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Einflüssen.

Gleichzeitig ist reines Iridium bei Raumtemperatur nur schwer plastisch verformbar. Seine Verarbeitung erfordert deshalb besondere technische Verfahren.

Wie bei Osmium gilt auch hier: Härte und Zähigkeit sind unterschiedliche Materialeigenschaften. Ein Werkstoff kann hart und verschleißfest sein, ohne sich leicht biegen oder formen zu lassen.

Besonders bemerkenswert ist der hohe Schmelzpunkt des Iridiums. Mit etwa 2.446 °C liegt er weit über den Schmelzpunkten vieler gebräuchlicher Metalle.

Zum Vergleich schmilzt Gold bereits bei ungefähr 1.064 °C, Kupfer bei 1.085 °C und Eisen bei etwa 1.538 °C.

Diese Temperaturbeständigkeit macht Iridium für spezielle Hochtemperaturanwendungen interessant. Allerdings ist dabei nicht nur die Schmelztemperatur entscheidend: Auch das Verhalten gegenüber Sauerstoff, anderen Gasen und den jeweiligen Prozessbedingungen muss berücksichtigt werden.

Chemische Eigenschaften – warum Iridium so korrosionsbeständig ist

Iridium gehört zu den chemisch beständigsten Metallen. Kompaktes Iridium wird von vielen Säuren unter gewöhnlichen Bedingungen kaum angegriffen. Selbst Königswasser, ein stark oxidierendes Säuregemisch, das Gold und Platin lösen kann, greift massives Iridium nur sehr schwer an.

Diese außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit ist einer der wichtigsten Gründe für seine technische Bedeutung.

Die chemische Widerstandsfähigkeit bedeutet allerdings nicht, dass Iridium grundsätzlich reaktionsträge wäre. Unter geeigneten Bedingungen bildet es zahlreiche Verbindungen und kann verschiedene Oxidationsstufen annehmen.

Besonders verbreitet sind die Oxidationsstufen +3 und +4. Daneben sind weitere Oxidationsstufen bekannt, die unter speziellen chemischen Bedingungen auftreten.

Iridium bildet unter anderem Chloridkomplexe, Oxide und zahlreiche metallorganische Verbindungen.

Iridiumdioxid – ein wichtiger Werkstoff für Elektroden

Eine technisch bedeutende Verbindung ist Iridiumdioxid (IrO₂). Darin liegt Iridium formal in der Oxidationsstufe +4 vor.

Iridiumdioxid ist elektrisch leitfähig und besitzt eine hohe elektrochemische Stabilität. Deshalb wird es als Bestandteil spezieller Elektrodenbeschichtungen verwendet.

Eine besonders wichtige Anwendung liegt bei der elektrochemischen Sauerstoffentwicklung. Dabei entsteht an einer Elektrode Sauerstoff aus Wasser.

Iridiumhaltige Katalysatoren sind unter anderem für bestimmte Verfahren der Wasserelektrolyse von Bedeutung. Vor allem in stark sauren Elektrolyten stellt die Kombination aus katalytischer Aktivität und Korrosionsbeständigkeit eine besondere technische Herausforderung dar.

Iridiumbasierte Materialien gehören hier zu den leistungsfähigen, aber zugleich teuren und knappen Katalysatorwerkstoffen.

Vorkommen – warum Iridium auf der Erde so selten ist

Iridium gehört zu den seltensten Elementen der Erdkruste. Es kommt überwiegend zusammen mit anderen Platinmetallen vor und bildet nur selten wirtschaftlich bedeutende eigenständige Lagerstätten.

Typische Vorkommen sind an Erze gebunden, die Platinmetalle, Nickel und Kupfer enthalten. Auch in natürlichen Legierungen mit anderen Edelmetallen kann Iridium auftreten.

Geochemisch gehört Iridium zu den siderophilen Elementen. Es besitzt unter geeigneten Bedingungen eine starke Affinität zu metallischem Eisen.

Diese Eigenschaft ist für die Entstehungsgeschichte unseres Planeten von großer Bedeutung.

Als sich die junge Erde vor Milliarden Jahren differenzierte, trennten sich metallreiche und silikatreiche Bestandteile. Ein großer Teil der siderophilen Elemente gelangte dabei bevorzugt in den metallischen Erdkern.

Deshalb enthält die Erdkruste heute nur geringe Mengen Iridium.

Warum enthalten manche Meteoriten vergleichsweise viel Iridium?

Viele Meteoriten, insbesondere bestimmte undifferenzierte Steinmeteoriten, besitzen im Vergleich zu gewöhnlichen Gesteinen der Erdkruste deutlich höhere Iridiumkonzentrationen.

Das liegt daran, dass ihre chemische Zusammensetzung teilweise ursprüngliche Verhältnisse aus der frühen Entstehungszeit des Sonnensystems bewahrt hat.

Gerade dieser Unterschied zwischen irdischen Krustengesteinen und extraterrestrischem Material wurde später zu einem entscheidenden Hinweis bei der Erforschung eines der bekanntesten Massenaussterben der Erdgeschichte.

Die Iridium-Anomalie – wie ein seltenes Metall auf einen Asteroideneinschlag hinwies

Eine der faszinierendsten Geschichten der modernen Geowissenschaften beginnt mit einer dünnen Gesteinsschicht.

Vor rund 66 Millionen Jahren, an der Grenze zwischen Kreidezeit und Paläogen, kam es zu einem der bedeutendsten Massenaussterben der Erdgeschichte. Dabei verschwanden unter anderem sämtliche nicht zu den Vögeln gehörenden Dinosaurier.

Lange Zeit war unklar, welches Ereignis dieses weltweite Artensterben ausgelöst oder entscheidend verstärkt hatte.

In den 1970er-Jahren untersuchten der Physiker Luis Walter Alvarez, sein Sohn, der Geologe Walter Alvarez, sowie die Chemiker Frank Asaro und Helen Michel eine dünne Sedimentschicht an der Kreide-Paläogen-Grenze.

Dabei fanden sie eine ungewöhnlich hohe Konzentration des Elements Iridium.

Warum war diese Entdeckung so überraschend?

Iridium ist in der Erdkruste äußerst selten. In vielen Meteoriten kommt es dagegen in deutlich höheren Konzentrationen vor.

Die Forschenden stellten deshalb die Hypothese auf, dass ein großer Asteroid auf die Erde eingeschlagen sein könnte. Beim Einschlag wäre extraterrestrisches Material in die Atmosphäre gelangt und anschließend weltweit abgelagert worden.

Die erhöhte Iridiumkonzentration war somit ein chemischer Hinweis auf ein außergewöhnliches Ereignis.

Im Jahr 1980 veröffentlichten Alvarez und seine Kollegen ihre berühmte Einschlaghypothese.

Der Chicxulub-Krater als weiterer Beleg

Später wurde auf der mexikanischen Halbinsel Yucatán die Struktur des Chicxulub-Einschlagkraters als Zeugnis eines gewaltigen Asteroideneinschlags erkannt.

Der Krater besitzt einen Durchmesser von ungefähr 180 Kilometern. Der Einschlag ereignete sich vor rund 66 Millionen Jahren und wird heute als wesentliche Ursache des Massenaussterbens an der Kreide-Paläogen-Grenze angesehen.

Neben der Iridium-Anomalie stützen weitere geologische Befunde diese Erklärung, darunter geschockte Quarzkristalle, Einschlagsschmelzen und weltweit verteilte Auswurfmaterialien.

Die Geschichte zeigt eindrucksvoll, wie ein chemisches Element zum Schlüssel für das Verständnis eines globalen Ereignisses werden kann.

Iridium ist damit nicht nur ein Werkstoff der Hochtechnologie, sondern auch ein wichtiger Zeuge der Erdgeschichte.

Gewinnung – ein seltenes Nebenprodukt der Edelmetallverarbeitung

Iridium wird überwiegend als Nebenprodukt bei der Gewinnung und Raffination anderer Metalle erhalten.

Wichtige Ausgangsmaterialien sind platinmetallhaltige Erze, die häufig zusammen mit Nickel- und Kupfererzen verarbeitet werden.

Die Trennung der einzelnen Platinmetalle ist technisch anspruchsvoll. Sie besitzen teilweise ähnliche chemische Eigenschaften und kommen häufig in sehr geringen Konzentrationen gemeinsam vor.

Für die Gewinnung werden mehrstufige chemische Trennverfahren eingesetzt. Dabei nutzt man Unterschiede in der Löslichkeit, Komplexbildung und Reaktivität der einzelnen Metalle.

Aufgrund seiner Seltenheit und der aufwendigen Verarbeitung gehört Iridium zu den kostspieligen technischen Edelmetallen.

Die geringe Verfügbarkeit spielt insbesondere bei neuen industriellen Anwendungen eine wichtige Rolle. Denn selbst wenn ein iridiumhaltiger Werkstoff hervorragende Eigenschaften besitzt, muss seine Verwendung wirtschaftlich und hinsichtlich der Rohstoffversorgung sinnvoll sein.

Verwendung von Iridium – kleine Mengen mit großer Wirkung

Iridium wird nicht in großen Mengen als gewöhnliches Konstruktionsmetall eingesetzt. Seine Bedeutung liegt vielmehr in Anwendungen, bei denen besonders hohe Anforderungen an Temperaturbeständigkeit, Korrosionsschutz oder Verschleißfestigkeit gestellt werden.

Iridium in Zündkerzen

Eine bekannte Anwendung sind Iridium-Zündkerzen für Verbrennungsmotoren.

Bei einer Zündkerze muss zwischen zwei Elektroden ein elektrischer Funke entstehen. Die Elektroden sind dabei wiederholt hohen Temperaturen und starken elektrischen Belastungen ausgesetzt.

Iridiumhaltige Elektroden besitzen eine hohe Verschleißfestigkeit und können mit vergleichsweise kleinen Elektrodendurchmessern hergestellt werden.

Das ermöglicht unter geeigneten Bedingungen eine zuverlässige Funkenbildung und eine lange Lebensdauer der Zündkerze.

Wichtig ist allerdings: Nicht jede als Iridium-Zündkerze bezeichnete Zündkerze besteht vollständig aus Iridium. Häufig werden spezielle iridiumhaltige Legierungen oder kleine Iridiumkomponenten an besonders beanspruchten Stellen eingesetzt.

Hochtemperaturtechnik und Spezialbauteile

Wegen seines hohen Schmelzpunkts und seiner chemischen Beständigkeit wird Iridium in speziellen Hochtemperaturanwendungen verwendet.

Dazu gehören bestimmte Tiegel, Laborbauteile und Komponenten für anspruchsvolle Materialprozesse.

In der Kristallzüchtung können iridiumhaltige Tiegel beispielsweise dort eingesetzt werden, wo hohe Temperaturen und besondere chemische Bedingungen vorliegen.

Solche Anwendungen sind jedoch stark vom jeweiligen Material und der Atmosphäre abhängig. Iridium ist nicht unter sämtlichen Hochtemperaturbedingungen unbegrenzt beständig.

Elektrische Kontakte und Beschichtungen

Iridium und iridiumhaltige Legierungen wurden und werden für bestimmte elektrische Kontakte verwendet.

Hier sind insbesondere die hohe Härte, die Verschleißbeständigkeit und die Korrosionsfestigkeit von Vorteil.

Auch in speziellen Beschichtungen kann Iridium eingesetzt werden, wenn andere Materialien unter den gegebenen Bedingungen zu schnell angegriffen würden.

Iridium in der Wasserstofftechnologie

Eine besonders aktuelle technische Bedeutung besitzt Iridium im Bereich der Wasserelektrolyse.

Bei der sogenannten PEM-Elektrolyse wird Wasser mithilfe elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. PEM steht für Proton Exchange Membrane, also Protonenaustauschmembran.

Auf der Sauerstoffseite sind die elektrochemischen Bedingungen stark oxidierend und sauer. Viele Metalle und Katalysatoren würden dort korrodieren.

Iridiumbasierte Oxide gehören zu den wenigen Materialien, die unter diesen Bedingungen eine hohe katalytische Aktivität mit vergleichsweise guter Beständigkeit verbinden.

Das macht Iridium zu einem wichtigen Rohstoff für bestimmte Elektrolyseurtechnologien.

Allerdings entsteht dadurch ein Problem: Iridium ist extrem selten. Für einen großflächigen Ausbau dieser Technologie wäre ein hoher Iridiumbedarf wirtschaftlich und rohstoffpolitisch schwierig.

Deshalb erforschen Wissenschaftler Verfahren, mit denen sich die Iridiummenge in Elektroden verringern, die Nutzungseffizienz erhöhen oder das Metall besser zurückgewinnen lässt.

Iridium in der Chemie – ein vielseitiger Katalysator

Iridium besitzt nicht nur als Metall, sondern auch in Form seiner Verbindungen eine große Bedeutung.

In der homogenen Katalyse werden beispielsweise metallorganische Iridiumkomplexe eingesetzt. Dabei befindet sich der Katalysator in derselben Phase wie die reagierenden Stoffe, häufig in einer Lösung.

Ein bekanntes Beispiel ist die katalytische Hydrierung. Hierbei werden Wasserstoffatome an ungesättigte chemische Verbindungen angelagert.

Bestimmte Iridiumkomplexe können solche Reaktionen sehr effizient beschleunigen und unter geeigneten Bedingungen auch die räumliche Struktur der entstehenden Produkte beeinflussen.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist die Carbonylierung von Methanol zu Essigsäure. Beim industriellen Cativa-Verfahren kommen iridiumbasierte Katalysatoren zum Einsatz.

Diese Beispiele verdeutlichen, dass Iridium nicht nur wegen seiner außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften wertvoll ist. Auch seine Fähigkeit, chemische Reaktionen gezielt zu beeinflussen, macht es wissenschaftlich und industriell interessant.

Iridium in OLEDs – wenn Metallkomplexe Licht erzeugen

Eine weitere bemerkenswerte Anwendung findet Iridium in bestimmten organischen Leuchtdioden, den sogenannten OLEDs.

OLEDs werden unter anderem in Displays und Beleuchtungssystemen eingesetzt.

Einige iridiumhaltige Komplexverbindungen können elektrische Energie besonders effizient in Licht umwandeln. Dabei spielen elektronische Anregungszustände und die starke Spin-Bahn-Kopplung des schweren Iridiumatoms eine wichtige Rolle.

Die Verwendung solcher Komplexe ermöglicht die Nutzung phosphoreszierender Emission und damit unter geeigneten Bedingungen eine hohe Lichtausbeute.

Iridium zeigt hier eine ganz andere Seite seiner Chemie: Ein Metall, das in kompakter Form silberweiß und äußerst widerstandsfähig ist, kann als Bestandteil einer molekularen Verbindung zur Erzeugung farbigen Lichts beitragen.

Das knüpft auf überraschende Weise an seinen Namen an – die griechische Regenbogengöttin Iris.

Isotope des Iridiums – zwei stabile natürliche Varianten

Natürlich vorkommendes Iridium besteht aus zwei stabilen Isotopen:

Beide Isotope besitzen 77 Protonen im Atomkern. Sie unterscheiden sich lediglich in ihrer Neutronenzahl.

Neben diesen stabilen Isotopen sind zahlreiche radioaktive Iridiumisotope bekannt.

Besonders wichtig ist Iridium-192, ein künstlich erzeugtes Radionuklid mit einer Halbwertszeit von ungefähr 73,8 Tagen.

Iridium-192 sendet ionisierende Strahlung aus und wird unter streng kontrollierten Bedingungen in technischen und medizinischen Bereichen eingesetzt.

Iridium-192 in der Medizin und Materialprüfung

In der Medizin wird Iridium-192 beispielsweise bei bestimmten Formen der Brachytherapie verwendet.

Dabei wird eine radioaktive Strahlenquelle gezielt in die Nähe eines Tumors gebracht, um das erkrankte Gewebe mit einer hohen lokalen Strahlendosis zu behandeln.

Auch in der industriellen Radiografie wird Iridium-192 eingesetzt. Mithilfe seiner Gammastrahlung können beispielsweise Schweißnähte oder metallische Bauteile auf innere Fehler untersucht werden.

Diese Anwendungen unterliegen strengen Strahlenschutzvorschriften. Radioaktives Iridium-192 ist daher klar vom gewöhnlichen stabilen metallischen Iridium zu unterscheiden.

Iridium und der menschliche Körper

Für den menschlichen Organismus ist keine essenzielle biologische Funktion von Iridium nachgewiesen.

Metallisches Iridium gilt aufgrund seiner geringen chemischen Reaktivität als vergleichsweise beständig. Daraus darf jedoch nicht geschlossen werden, dass sämtliche Iridiumverbindungen gesundheitlich unbedenklich sind.

Die Wirkung hängt wesentlich von der jeweiligen chemischen Verbindung, ihrer Löslichkeit, der aufgenommenen Menge und dem Expositionsweg ab.

Bei radioaktiven Iridiumisotopen wie Iridium-192 kommen die Gefahren ionisierender Strahlung hinzu.

Für den sicheren Umgang mit Iridium und seinen Verbindungen müssen deshalb immer die konkreten Stoffeigenschaften berücksichtigt werden.

Fünf erstaunliche Fakten über Iridium

1. Iridium ist fast genauso dicht wie Osmium. Beide Elemente besitzen eine Dichte von ungefähr 22,6 g/cm³ und gehören damit zu den dichtesten bekannten Stoffen.

2. Sein Name erinnert an einen Regenbogen. Iridium wurde nach der griechischen Göttin Iris benannt, weil seine chemischen Verbindungen unterschiedliche Farben zeigen.

3. Iridium half, einen Asteroideneinschlag nachzuweisen. Die ungewöhnlich hohe Iridiumkonzentration an der Kreide-Paläogen-Grenze lieferte einen entscheidenden Hinweis auf den Einschlag vor rund 66 Millionen Jahren.

4. Winzige Iridiumbestandteile verlängern die Lebensdauer von Zündkerzen. Das Metall wird dort eingesetzt, wo hohe Temperaturen und mechanischer Verschleiß zusammentreffen.

5. Iridium verbindet Energie- und Lichttechnik. Seine Verbindungen spielen sowohl bei bestimmten Wasserelektrolyseverfahren als auch in phosphoreszierenden OLED-Materialien eine wichtige Rolle.

Iridium im Chemieunterricht – von der Dichte bis zum Dinosauriersterben

Iridium eignet sich hervorragend, um verschiedene Themen des naturwissenschaftlichen Unterrichts miteinander zu verbinden.

Die außergewöhnlich hohe Dichte ermöglicht einen anschaulichen Vergleich unterschiedlicher Metalle. Dabei lässt sich erklären, weshalb Atommasse, Atomgröße und Kristallstruktur gemeinsam die Dichte eines Feststoffs bestimmen.

Seine Korrosionsbeständigkeit bietet einen Zugang zur Chemie der Edelmetalle und zu den Eigenschaften der Übergangsmetalle.

Die Anwendungen in Zündkerzen, Elektrolyseuren und OLEDs zeigen, wie die Eigenschaften eines Elements in völlig unterschiedlichen technischen Bereichen genutzt werden können.

Besonders spannend ist die Iridium-Anomalie an der Kreide-Paläogen-Grenze. Sie verbindet Chemie, Geologie, Physik und Biologie und zeigt, wie aus einer ungewöhnlichen Messung eine wissenschaftliche Hypothese von weltweiter Bedeutung entstehen kann.

Im Online-Periodensystem von blume lässt sich Iridium innerhalb der neunten Gruppe einordnen und mit anderen Übergangsmetallen vergleichen.

Auch die Periodensysteme für Schule und Unterricht sowie die Bilder-Periodensysteme helfen dabei, die Verbindung zwischen Elementposition, Stoffeigenschaften und praktischen Anwendungen sichtbar zu machen.

Fazit – Iridium verbindet Hochtechnologie und Erdgeschichte

Iridium ist weit mehr als ein seltenes, besonders schweres Edelmetall. Seine außergewöhnliche Dichte, seine chemische Beständigkeit und sein hoher Schmelzpunkt machen es zu einem wichtigen Spezialwerkstoff.

In Zündkerzen, Elektroden und Hochtemperaturbauteilen werden seine besonderen Materialeigenschaften genutzt. Als Bestandteil komplexer chemischer Verbindungen ermöglicht es katalytische Reaktionen und effiziente Lichtemission.

Seine vielleicht eindrucksvollste Bedeutung liegt jedoch in der Erdgeschichte: Die Entdeckung einer ungewöhnlichen Iridiumkonzentration in einer dünnen Gesteinsschicht half dabei, die Ursache eines der größten Massenaussterben unseres Planeten zu verstehen.

Iridium zeigt damit auf außergewöhnliche Weise, wie ein einziges chemisches Element die moderne Technik und unser Verständnis der Vergangenheit beeinflussen kann.

Quellen und weiterführende Literatur

Buchquellen

Gray, Theodore (2013): Die Elemente. Bausteine unserer Welt. Köln: Komet Verlag. ISBN 978-3-86941-000-5. Abschnitt zu Iridium, S. 177.

Quadbeck-Seeger, Hans-Jürgen (2006): Die Welt der Elemente – Die Elemente der Welt. 1. Auflage. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31789-9. Abschnitt zu Iridium, S. 69.

Wissenschaftliche Referenzquellen

• International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC): Periodic Table of the Elements – Angaben zur Atommasse und Einordnung. https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/

• Royal Society of Chemistry: Iridium – Element Information, Properties and Uses. https://www.rsc.org/periodic-table/element/77/iridium

• National Institute of Standards and Technology (NIST): Atomic Spectra Database – atomphysikalische Referenzdaten. https://physics.nist.gov/asd

• Alvarez, L. W.; Alvarez, W.; Asaro, F.; Michel, H. V. (1980): Extraterrestrial Cause for the Cretaceous-Tertiary Extinction. Science, 208 (4448), 1095–1108. https://doi.org/10.1126/science.208.4448.1095

• Schulte, P. et al. (2010): The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science, 327 (5970), 1214–1218. https://doi.org/10.1126/science.1177265

• National Nuclear Data Center (Brookhaven National Laboratory): NuDat 3 – nukleare Referenzdaten zu Isotopen. https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/

Hinweis: Die physikalischen Zahlenwerte sind gerundet. Bei Iridium können insbesondere Dichteangaben je nach Referenzwerk geringfügig voneinander abweichen. Anwendungen radioaktiver Iridiumisotope und der Umgang mit gefährlichen Iridiumverbindungen sind ausschließlich entsprechend qualifizierten Fachkräften unter geeigneten Sicherheitsbedingungen vorbehalten.