Osmium (Os) — Élément 76 : propriétés et faits

Structure

L’atome d’osmium

Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.

Nuage orbital

Sous-couches — choisissez-en une à afficher

Électrons par couche

n=1 2
n=2 8
n=3 18
n=4 32
n=5 14
n=6 2

Un atome d’osmium possède 6 couches occupées contenant au total 76 électrons. La couche la plus externe en contient 2 : ce sont ces électrons qui interviennent dans la chimie.

Protons: 76
Électrons: 76
Neutrons (isotope le plus courant, Os-192): 116
États d’oxydation: -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8

Valeurs mesurées

Fiche de propriétés

Chaque barre indique où se situe l’osmium parmi les 118 éléments pour cette propriété.

Physique

Masse volumique 22,59 g/cm³ 92%

Point de fusion 3306 K 97%

Point d’ébullition 5285 K 96%

Chaleur massique 0,13 J/g·K

Conductivité thermique 87,6 W/m·K 78%

Atomique

Rayon atomique 135 pm 25%

Rayon covalent 144 pm

Rayon de Van der Waals 216 pm

Électronique

Électronégativité 2,2 78%

Énergie d’ionisation 814,3 kJ/mol 70%

Affinité électronique 106,1 kJ/mol 71%

Occurrence

Abondance dans la croûte terrestre 0,002 mg/kg 35%

Identité

SymboleOs

Numéro atomique76

Masse atomique190,23 u

CatégorieMétal de transition

Blocd

Structure cristallinehexagonal compact

États d’oxydation-2, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8

Découvert1803

Découvert parTennant & Wollaston

Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.

Même élément, neutrons différents

Isotopes de l’osmium

Tous les atomes d’osmium ont le même nombre de protons, 76, et ne diffèrent que par leur nombre de neutrons : ces variantes sont ses isotopes. Le plus courant, Os-192, a 116 neutrons et représente 40,78 % de l’osmium naturel.

Isotopes de l’osmium présents dans la nature, avec leur part dans l’élément naturel
ISOTOPE	Neutrons	Abondance naturelle	Demi-vie	Mode de désintégration
Os-184	108	0,02 %	>5,6 × 10¹³ ans	2β⁺
Os-186	110	1,59 %	2,0 × 10¹⁵ ans	α
Os-187	111	1,96 %	Stable	—
Os-188	112	13,24 %	Stable	—
Os-189	113	16,15 %	Stable	—
Os-190	114	26,26 %	Stable	—
Os-192 le plus courant	116	40,78 %	Stable	—

Le raccourci scolaire, masse atomique arrondie moins numéro atomique, donne 114 pour l’osmium, mais son atome le plus courant a 116 neutrons : la masse atomique, 190,23, est une moyenne sur tous les isotopes naturels.

Modes de désintégration

2β⁺: double émission de positons
α: désintégration alpha

Données : IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, évaluations des états fondamentaux, consultées le 10 octobre 2026. L’abondance est la part des atomes dans l’élément naturel ; un tiret signifie que l’isotope n’a pas d’abondance naturelle de référence.

Taille, à l’échelle

Quelle est la taille de l’atome d’osmium ?

Rayon de 135 pm — soit 0,135 nm ; il en faudrait donc environ 3,7 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.

Plage thermique

Solide, liquide, gaz — et quand

Entre 3306 K et 5285 K, l’osmium est liquide : une plage de 1979 K.

Où il se trouve

Position dans le tableau

Dans le tableau, l’osmium occupe la période 6, groupe 8. Tous les éléments du groupe 8 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.

Autres métaux de transition

21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru

Tous les métaux de transition

L’histoire

Ce qu’est l’osmium et comment on l’a découvert

L’osmium (Os) est l’élément 76, un métal dur, cassant, d’un blanc bleuté, du groupe 8, et l’un des six métaux du groupe du platine. Avec une masse volumique de 22,59 g/cm³, c’est l’élément naturel le plus dense, un peu plus que l’iridium. Il fond à 3 033 °C (3 306 K) et bout à 5 012 °C (5 285 K).

Structure atomique et isotopes

L’osmium possède 76 électrons répartis sur six couches, selon la distribution 2, 8, 18, 32, 14, 2, avec la configuration [Xe] 4f¹⁴ 5d⁶ 6s². Il atteint l’état d’oxydation +8 dans le tétroxyde d’osmium (OsO₄), ce que très peu d’éléments peuvent faire.

L’osmium naturel compte sept isotopes ; l’osmium-192 est le plus abondant, avec environ 41 %. Une partie de l’osmium-187 des roches provient de la lente désintégration radioactive du rhénium-187, ce qui fait du couple rhénium-osmium une horloge pour dater les minerais, les météorites et le pétrole.

La découverte de l’osmium

Le résidu noir (1803)

En 1803, le chimiste anglais Smithson Tennant, qui travaillait avec William Hyde Wollaston au raffinage du platine, a dissous du platine brut dans l’eau régale et étudié le résidu noir insoluble restant, que d’autres avaient pris pour du graphite. Il y a trouvé deux nouveaux métaux, l’osmium et l’iridium. Des chimistes français travaillant sur le même résidu sont parvenus à des résultats semblables la même année.

Le nom

Tennant a tiré le nom osmium du grec osme, odeur, à cause de l’odeur âcre et piquante de l’oxyde volatil qui se formait quand le résidu était chauffé avec un alcali.

L’élément le plus dense

Pendant longtemps, on ne savait pas si l’osmium ou l’iridium était le métal le plus dense. Des mesures précises de leurs structures cristallines par rayons X ont tranché la question en faveur de l’osmium, d’environ 0,1 %.

Applications

À quoi sert l’osmium

Alliages durs

L’osmium est trop cassant, et trop dangereux lorsqu’il est chauffé à l’air, pour être utilisé seul. Ses alliages avec l’iridium, le platine ou d’autres métaux du groupe du platine sont très durs et résistants à l’usure ; ils ont servi pour les pointes de plumes de stylo-plume, les aiguilles de phonographe, les pivots d’instruments et les contacts électriques.

Chimie et microscopie

Microscopie électronique : le tétroxyde d’osmium fixe et colore les lipides des échantillons biologiques, ce qui rend visibles les membranes cellulaires.
Synthèse organique : le tétroxyde d’osmium ajoute deux groupes hydroxyle de part et d’autre des doubles liaisons carbone-carbone ; la version asymétrique mise au point par K. Barry Sharpless a été récompensée par le prix Nobel de chimie 2001.

Géologie

La datation rhénium-osmium mesure l’âge des minerais sulfurés, des roches mères pétrolières et des météorites, et les isotopes de l’osmium des sédiments océaniques enregistrent les variations passées de l’altération et les grands impacts de météorites, dont celui qui a mis fin au Crétacé.

Dans la vie quotidienne

L’osmium est l’un des métaux les moins utilisés, et la production mondiale est très faible. On a peu de chances de le rencontrer, sauf dans les pointes dures de certains stylos-plumes de qualité et dans d’anciennes pointes de lecture de tourne-disques. L’osmium cristallisé est aussi vendu comme métal de collection et d’investissement.

D’où il vient

Présence naturelle

0,002 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 35 % des éléments

Abondance

L’osmium est l’un des éléments les plus rares de la croûte terrestre, avec environ 0,002 partie par million. On pense que la majeure partie de l’osmium terrestre a plongé dans le noyau lors de la formation de la planète, et les météorites en contiennent bien plus que les roches de la croûte.

Minéraux

Il se trouve sous forme d’alliages naturels avec l’iridium, appelés osmiridium et iridosmine, dans des graviers fluviaux platinifères et dans des minerais de nickel et de cuivre, ainsi que dans des minéraux rares comme l’erlichmanite (sulfure d’osmium).

Production

L’osmium est récupéré en petites quantités comme sous-produit du raffinage du platine et du nickel, principalement en Afrique du Sud, en Russie et au Canada.

Manipulation

Sécurité

Tétroxyde d’osmium

L’osmium métallique massif est peu dangereux, mais la poudre d’osmium réagit lentement avec l’oxygène de l’air, et l’osmium chauffé brûle, en formant du tétroxyde d’osmium (OsO₄). Ce composé volatil et très toxique a une odeur âcre rappelant le chlore. Sa vapeur peut endommager la cornée et provoquer une cécité temporaire ou permanente, et elle irrite les poumons et la peau.

Limites d’exposition

Aux États-Unis, la limite de l’OSHA pour le tétroxyde d’osmium dans l’air des lieux de travail est de 0,002 mg par mètre cube, l’une des plus basses fixées pour une substance.

Manipulation sûre

Ne manipuler le tétroxyde d’osmium que sous une hotte, en ampoules scellées ou en solution, avec des lunettes de protection chimique et des gants.
Ne pas chauffer la poudre d’osmium à l’air ni la broyer hors d’une atmosphère inerte.
Traiter les déversements de tétroxyde d’osmium avec de l’huile de maïs ou du sulfite de sodium, qui le réduisent en composés moins dangereux.

Pour aller plus loin

Explorer l’osmium avec les outils

Réponses rapides

Osmium : questions fréquentes

Qu’est-ce que l’osmium ?

L’osmium (symbole Os) est l’élément 76 du tableau périodique, un métal de transition de la période 6, groupe 8. L’élément naturel le plus dense : un litre d’osmium pèse 22,6 kg. À température ambiante, c’est un solide.

Quelle est la configuration électronique de l’osmium ?

La configuration électronique de l’osmium à l’état fondamental est [Xe] 4f¹⁴ 5d⁶ 6s² ; elle comporte 6 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 14, 2.

Quels sont les points de fusion et d’ébullition de l’osmium ?

L’osmium fond à 3306 K (3032,9 °C) et bout à 5285 K (5011,9 °C). Cela le classe parmi les éléments les plus réfractaires — il reste solide à des températures qui vaporisent la plupart des métaux.

Quelle est la masse atomique de l’osmium ?

La masse atomique standard de l’osmium est de 190,23 u. Il s’agit d’une moyenne pondérée de ses isotopes présents naturellement, ce qui explique qu’elle soit rarement un nombre entier.

Combien de neutrons compte un atome d’osmium ?

L’atome d’osmium le plus courant, Os-192, a 116 neutrons : son nombre de masse, 192, moins son numéro atomique, 76. Il représente 40,78 % de l’osmium naturel. Le raccourci scolaire, masse atomique arrondie (190,23) moins numéro atomique, donne 114, car la masse atomique est une moyenne sur tous les isotopes naturels de l’osmium.

Quelle est la masse volumique de l’osmium ?

La masse volumique de l’osmium est de 22,59 g/cm³. L’eau a une masse volumique de 1,0 g/cm³ ; un bloc d’osmium est donc environ 22,6× plus lourd.

Quelle est l’électronégativité de l’osmium ?

L’électronégativité de l’osmium sur l’échelle de Pauling est de 2,2. L’échelle va de 0,70 (le francium, qui attire le moins les électrons) à 3,98 (le fluor, qui les attire le plus). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.

Qui a découvert l’osmium, et quand ?

La découverte de l’osmium remonte à 1803 ; on la doit à Tennant & Wollaston. Origine du nom : grec osme, « odeur ».

Quelle est l’abondance de l’osmium sur Terre ?

L’osmium constitue environ 0,002 mg/kg de la croûte terrestre — véritablement rare, ce qui explique son prix élevé.

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