釕的(de)發(fa)現(xian)過(guo)程:釕是鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)(yuan)素(su)中(zhong)在(zai)(zai)(zai)地殼(ke)中(zhong)含量最(zui)(zui)少(shao)的(de)一個,也是鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)(yuan)素(su)中(zhong)最(zui)(zui)后被發(fa)現(xian)的(de)一個。它(ta)在(zai)(zai)(zai)鉑(bo)被發(fa)現(xian)100多年后,比其余(yu)鉑(bo)系(xi)(xi)元(yuan)(yuan)素(su)晚40年才(cai)被發(fa)現(xian)。不過(guo),它(ta)的(de)名字早在(zai)(zai)(zai)1828年就被提出(chu)來(lai)了(le)。當時(shi)俄(e)國人在(zai)(zai)(zai)烏拉(la)爾(er)發(fa)現(xian)了(le)鉑(bo)的(de)礦藏,塔(ta)爾(er)圖(tu)大學(xue)化學(xue)教授奧桑(sang)首先研究了(le)它(ta),認為(wei)其中(zhong)除了(le)鉑(bo)外,還有三個新(xin)元(yuan)(yuan)素(su)。奧桑(sang)把他(ta)分(fen)離出(chu)的(de)新(xin)元(yuan)(yuan)素(su)樣(yang)品(pin)寄(ji)給了(le)貝(bei)齊里烏斯(si)(si),貝(bei)齊里烏斯(si)(si)認為(wei)其中(zhong)只有pluranium一個是新(xin)金屬元(yuan)(yuan)素(su),其余(yu)的(de)分(fen)別是硅石和鈦、鋯以及銥的(de)氧化物(wu)的(de)混合(he)物(wu)。
1844年,喀山大學化學教授(shou)克勞斯重新(xin)研究了奧(ao)桑的分析工作,肯定了鉑礦在(zai)殘(can)渣中確實有一種(zhong)新(xin)金屬存(cun)在(zai),就用(yong)奧(ao)桑為(wei)紀(ji)念(nian)他的祖國俄羅斯而命(ming)(ming)名(ming)的ruthenium命(ming)(ming)名(ming)它(ta),元素符(fu)號定為(wei)Ru。我們譯成(cheng)釕。
克(ke)勞(lao)斯(si)取得新(xin)金屬釕(liao)后,也將(jiang)樣(yang)品寄給貝(bei)(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si),請(qing)求指教。貝(bei)(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)認(ren)為它是(shi)(shi)(shi)不(bu)純的銥。可是(shi)(shi)(shi)克(ke)勞(lao)斯(si)和(he)奧桑不(bu)同(tong),沒(mei)有理睬貝(bei)(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)的意見,敢于向權威挑戰,繼(ji)續進行自己的研究(jiu),并且將(jiang)每次制得的樣(yang)品連同(tong)詳(xiang)細的說明逐(zhu)一(yi)寄給貝(bei)(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)。最(zui)后事實迫使(shi)貝(bei)(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)在(zai)1845年發(fa)表文章,承認(ren)釕(liao)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)新(xin)元素(su)。在(zai)俄羅斯(si),由科學院(yuan)的幾位(wei)院(yuan)士們(men)組(zu)成(cheng)一(yi)個(ge)專門委員會,審查克(ke)勞(lao)斯(si)得到(dao)的結果(guo),確認(ren)了(le)他的發(fa)現。
由上可(ke)見(jian),釕的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)途多(duo)種多(duo)樣,當然作為稀(xi)有金(jin)屬(shu)(shu)之一(yi)(yi),它也是(shi)工業(ye)用(yong)(yong)(yong)必(bi)不可(ke)少(shao)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素之一(yi)(yi),釕是(shi)一(yi)(yi)種硬而脆(cui)呈淺灰色的(de)(de)多(duo)價(jia)稀(xi)有金(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素,是(shi)鉑族金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)的(de)(de)一(yi)(yi)員。所以釕是(shi)工業(ye)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)貴重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素,也是(shi)不可(ke)或缺的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素之一(yi)(yi)。
由于特殊物理化學性質和相對低廉的價格,關于釕的研究將會非常活躍,應用前景十分光明。全球95%的鉑族金屬伴生在銅鎳硫化礦中,礦藏地和冶煉地集中在南非、俄羅斯,美(mei)國(guo)和(he)加拿大(da)(da),根據(ju)資料2012年(nian)世界鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)金屬總儲(chu)量約為66000t。進行商業采掘(jue)的鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)金屬礦(kuang)(kuang)主要(yao)有南非的布(bu)什(shen)維爾(er)(er)(er)德雜巖(yan)中麥倫斯(si)基礦(kuang)(kuang)(Merensky Reef)和(he)UG2鉻(ge)鐵礦(kuang)(kuang)層、俄羅斯(si)的諾里(li)爾(er)(er)(er)斯(si)克(ke)礦(kuang)(kuang)(Norilsk)、美(mei)國(guo)的斯(si)蒂(di)爾(er)(er)(er)沃特(te)礦(kuang)(kuang)(Stillwater)、加拿大(da)(da)的薩德伯里(li)礦(kuang)(kuang)(Sudbury)和(he)津巴(ba)布(bu)韋的大(da)(da)巖(yan)墻礦(kuang)(kuang)(Great Dyke)。主要(yao)鉑(bo)(bo)(bo)族(zu)金屬礦(kuang)(kuang)中,釕的含量比鉑(bo)低(di)很多(duo),南(nan)非的(de)Platreef礦中,鉑(bo):釕為(wei)(wei)10:1;南(nan)非的(de)Merensky Reef 礦和UG2鉻鐵礦中,鉑(bo):釕為(wei)(wei)7:1;美(mei)國的(de)Stillwater礦中,鉑(bo):釕為(wei)(wei)4.7:1。南(nan)非的(de)布什(shen)維爾德雜巖體(ti)礦中鉑(bo)族金屬品位(wei)為(wei)(wei)3.1~17.1g/t,俄(e)羅斯(si)的(de)諾里爾斯(si)克礦中鉑(bo)族金屬平均品位(wei)為(wei)(wei)8.91g/t,美(mei)國的(de)斯(si)蒂爾沃特(te)雜巖礦體(ti)中鉑(bo)族金屬平均品位(wei)為(wei)(wei)25g/t。
硬質的白色(se)金屬,密度12.30克/厘米3。熔點(dian)2310℃,沸點(dian)3900℃。化合(he)價2、3、4和(he)8。第一電離能(neng)7.37電子伏特。
元素名稱:釕
元素符號:Ru
元素英文(wen)名稱:ruthenium
元素類型:金(jin)屬(shu)元素
原子體(ti)積:(立方厘米/摩爾)8.3
元素在太(tai)陽中的含量(liang):(ppm)
0.005
地(di)殼中含(han)量:(ppm)
0.001
相對原子質量:101.1
原子序數:44
質子數:44
中子數:
同位素:
摩爾(er)質量:101
原子半徑:
所屬周期:5
所屬族數:VIII
電子層排布:2-8-18-15-1
核電荷數:44
電子層:K-L-M-N-O
外圍電子層排布:4d7 5s1
氧化態:
MainRu+3
OtherRu-2, Ru0, Ru+1, Ru+2, Ru+4, Ru+5, Ru+6, Ru+7, Ru+8
晶體(ti)結構:晶胞為六方晶胞。
晶胞參數:
a = 270.59 pm
b = 270.59 pm
c = 428.15 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°莫氏硬度:6.5
電(dian)離(li)能 (kJ /mol)
M - M+ 711
M+ - M2+ 1617
M2+ - M3+ 2747
M3+ - M4+ 4500
M4+ - M5+ 6100
M5+ - M6+ 7800
M6+ - M7+ 9600
M7+ - M8+ 11500
M8+ - M9+ 18700
M9+ - M10+ 20900
聲音在(zai)其(qi)中的傳播(bo)速率:(m/S)
5970
常(chang)見化合價:+2,+3,+4,+8
單質:
單(dan)質化學符號:Ru
顏色和狀態:
密度:12.2g/cm^3
熔(rong)點:2523K
沸點:4423K
發(fa)現(xian)人:克勞斯 發(fa)現(xian)年(nian)代:1844年(nian)
名稱(cheng),符(fu)號(hao),序號(hao):釕、Ru、44
系列:過渡金屬
族,周期, 元(yuan)素分(fen)區 8族, 5, d
密度、硬度 12370 kg/m3、6.5
顏(yan)色和外(wai)表(biao) 銀白色金屬
地殼含量 無(wu)數據
原子屬性:
原子(zi)量(liang) 101.07 原子(zi)量(liang)單位
原子半徑(計算值(zhi)) 130(178)pm
共(gong)價半徑(jing) 126 pm范德(de)華(hua)半徑(jing) 無數(shu)據(ju)
價電(dian)子排(pai)布 [氪]4d75s1
電子在每能級的排布 2,8,18,15,1
氧化(hua)價(jia)(氧化(hua)物) 2,3,4,6,8(弱酸性)
晶體結構(gou) 六角形
物理屬性:
物質狀(zhuang)態 固態,磁性
熔點(dian) 2607 K(2334 °C)
沸點 4423 K(4150 °C)
摩爾體(ti)積 8.17×10-6m3/mol
汽(qi)化熱 595 kJ/mol
熔化熱 24 kJ/mol
蒸氣壓 1.4 帕(2523K)
聲(sheng)速 5970 m/s(293.15K)
其他性質:
電(dian)負性 2.2(鮑林標度)
比熱 238 J/(kg?K)
電導(dao)率 13.7×106/(米(mi)歐姆(mu))
熱(re)導(dao)率(lv) 117 W/(m?K)
第(di)一電離能 710.2 kJ/mol
第二電離能(neng) 1620 kJ/mol
第三電離(li)能 2747 kJ/mol
最穩定的同位素
同(tong)位素 豐度半(ban)衰(shuai)期衰(shuai)變模式 衰(shuai)變能量
MeV 衰變產物
96Ru 5.52 % 穩定
98Ru 1.88 % 穩定
99Ru 12.7 % 穩(wen)定
100Ru 12.6 % 穩定(ding)
101Ru 17.0 % 穩定
102Ru 31.6 % 穩定
104Ru 18.7 % 穩定
106Ru 人(ren)造(zao) 373.59天 β衰變 0.039 106Rh
在(zai)(zai)(zai)沒(mei)有特別(bie)注明的(de)(de)(de)情況下使用的(de)(de)(de)是(shi)(shi),國際標(biao)準基準單位單位和(he)標(biao)準氣溫和(he)氣壓,釕(liao)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)化(hua)(hua)學元(yuan)素,它的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學符號是(shi)(shi)Ru,它的(de)(de)(de)原子序(xu)數(shu)是(shi)(shi)44。它的(de)(de)(de)拼音名稱(cheng)是(shi)(shi)俄羅(luo)斯的(de)(de)(de)意思。釕(liao)是(shi)(shi)銀白(bai)色的(de)(de)(de)過(guo)渡金屬。釕(liao)可在(zai)(zai)(zai)鉑礦中發(fa)現,亦(yi)在(zai)(zai)(zai)一(yi)些鉑合金中用作催(cui)化(hua)(hua)劑。
硬質的白色(se)金(jin)屬(shu),密度12.30克(ke)/厘(li)米(mi)3。熔點2310℃,沸(fei)點3900℃。化合價2、3、4和(he)(he)8。第一電離能7.37電子(zi)伏(fu)特。化學性質很穩定。在溫(wen)度達100℃時,對(dui)普通的酸(suan)包(bao)括王水(shui)在內均有(you)(you)抗(kang)(kang)御(yu)(yu)力,對(dui)氫氟酸(suan)和(he)(he)磷酸(suan)也(ye)有(you)(you)抗(kang)(kang)御(yu)(yu)力。在室溫(wen)時,氯水(shui)、溴水(shui)和(he)(he)醇(chun)中的碘能輕微(wei)地腐蝕(shi)釕(liao)。對(dui)很多熔融金(jin)屬(shu)包(bao)括鉛、鋰、鉀(jia)、鈉、銅、銀和(he)(he)金(jin)有(you)(you)抗(kang)(kang)御(yu)(yu)力。與熔融的堿性氫氧化物、碳酸(suan)鹽和(he)(he)氰化物起作用(yong)。
釕的主要化合(he)物及其性質如下:
三氯化釕(水合物(wu))
中文名:三氯化釕(水合物)
分(fen)子(zi)式:RuCl3·3H2O
分子(zi)量:255.60
CAS號:14898-67-0
性狀:褐黑色結晶
用途:用作(zuo)干燥劑、吸附劑、催化(hua)劑載(zai)體
碘化釕
中文名:碘化釕
分子式:I3Ru
分子量:481.78
CAS號:13896-65-6
性狀:黑色粉末
醋酸釕
中文名:醋酸釕
分子式:Ru(OAc)3
CAS號:72196-32-8
二茂釕
中文名:二茂釕
分子式:(C5H5)2Ru
分子量:231.26
CAS號:1287-13-4
性狀:淺黃色晶體(ti)
氧化釕
中文名:氧化釕
分(fen)子(zi)式:RuO2.nH2O
分子(zi)量:133.07
CAS號(hao):32740-79-7
性(xing)狀:藍黑色晶體、密度g/cm3(25℃
用途:化工(gong)催(cui)化劑(ji),是制作電(dian)阻(zu)和電(dian)容器(qi)的(de)重(zhong)要(yao)原料(liao)(liao),也是制備RuO4的(de)原料(liao)(liao)。
氯釕酸鉀
中文名:氯釕酸鉀
分子式:K2RuCl5·nH2O
分子量(liang):356.53
CAS號:14404-33-02
性狀:棕色(se)結晶粉末
羰基氯化釕
中文名:羰基氯化釕
分子(zi)式(shi):C6Cl4O6Ru2
分子量:512.01
CAS號:22941-53-3
性狀:淺黃色結晶
三氯化釕
中(zhong)文名:三氯化釕
分子式:Cl3Ru
分子(zi)量(liang):207.43
CAS號:10049-08-8
性狀:α型:黑色固(gu)體(ti)(ti),不溶于(yu)水和(he)乙(yi)醇。β型:棕色固(gu)體(ti)(ti),相對(dui)密度(du)3.11,高于(yu)500℃分解
用途:能(neng)與(yu)許(xu)多試劑反應(ying)生成(cheng)多種絡合物(wu)(wu)(wu),是制備許(xu)多釕絡合物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)起始物(wu)(wu)(wu),還是許(xu)多有機物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)聚合、異(yi)構化(hua)、加氫等反應(ying)的(de)(de)催化(hua)劑
四(si)羰基二氯(lv)化二釕
中(zhong)文名(ming):四羰基(ji)二氯化二釕
分(fen)子(zi)式:CH2Cl3ORu
分子(zi)量:239.29
CAS號:14523-22-9
性狀(zhuang):橘紅(hong)色結晶(jing)。溶于正己烷、苯。固態在空氣中穩定(ding),與水接觸分解
用途:用作十六羰基(ji)六銠和(he)乙酰丙酮二羰基(ji)銠的(de)原料
釕的(de)(de)(de)用途主要由釕的(de)(de)(de)物理化學性質決(jue)定(ding),釕是(shi)硬質的(de)(de)(de)白色(se)金屬,密度(du)12.30克/厘米3。熔(rong)點2310℃,沸(fei)點3900℃。化合(he)價2、3、4和(he)(he)(he)8。第一(yi)電離能7.37電子伏特。化學性質很穩定(ding)。在(zai)溫(wen)度(du)達(da)100℃時,對(dui)各種酸包括王水(shui)在(zai)內(nei)均有(you)抗御力(li),對(dui)氫氟酸和(he)(he)(he)磷酸也有(you)抗御力(li)。釕在(zai)室(shi)溫(wen)時,氯水(shui)、溴水(shui)和(he)(he)(he)醇(chun)中的(de)(de)(de)碘能輕微地腐蝕釕。對(dui)很多(duo)熔(rong)融金屬包括鉛、鋰、鉀(jia)、鈉、銅、銀(yin)和(he)(he)(he)金有(you)抗御力(li)。與熔(rong)融的(de)(de)(de)堿(jian)性氫氧化物、碳酸鹽和(he)(he)(he)氰化物起作用。釕的(de)(de)(de)元素來源:由鉑(bo)金屬的(de)(de)(de)自然合(he)金中提取(qu)。
1、銠釕合(he)(he)金:以銠為基含釕的(de)二元(yuan)合(he)(he)金。釕在(zai)銠中(zhong)的(de)最大溶(rong)解度>20%,RhRu10合(he)(he)金的(de)鑄(zhu)態維氏硬(ying)度為1344。銠釕合(he)(he)金用(yong)高頻感應加熱(re)爐氬氣保護熔煉,鑄(zhu)錠經熱(re)軋和少量的(de)冷加工成材,常用(yong)做催化劑。
2、釕系(xi)電阻(zu)漿料(liao):電導電材料(liao)(二(er)氧化釕、釕酸鉍、釕酸鉛等)玻(bo)璃粘結(jie)劑、有機載體等組成的(de)使(shi)用最廣(guang)泛的(de)一種電阻(zu)漿料(liao),具(ju)有阻(zu)值范圍(wei)寬、電阻(zu)溫(wen)度系(xi)數低、阻(zu)值重現性(xing)好、環境(jing)穩定的(de)性(xing)好等優點,用于制作(zuo)高(gao)性(xing)能電阻(zu)和(he)高(gao)可靠精(jing)密電阻(zu)網絡。
3、超細(xi)水合二氧(yang)化釕粉(fen):有于生產厚(hou)膜電阻漿料或催化劑用的黑色(se)或藍黑色(se)超細(xi)粉(fen)未,其中釕的質(zhi)量分數為(wei)60%~71%。粉(fen)未的平均粒度(du)(du)<1.0um,松裝密度(du)(du)為(wei)0.5~0.9g/cm,振實密度(du)(du)為(wei)1.0~1.4g/cm-3。
4、釕(liao)基(ji)厚(hou)膜電(dian)阻(zu)漿料:由二氧(yang)化釕(liao)粉、釕(liao)酸鹽、無機添加(jia)物和有(you)機載體組(zu)成(cheng)的一種滿足于印制(zhi)或涂敷(fu)的膏(gao)狀物,用(yong)于厚(hou)膜混合集成(cheng)電(dian)路、電(dian)阻(zu)網絡。釕(liao)電(dian)阻(zu)漿料的燒成(cheng)條件為燒成(cheng)峰(feng)值溫度(du)840~860℃,峰(feng)值溫度(du)保溫時間8~10min,燒結周(zhou)期30~60min。
5、釕是(shi)極(ji)好的(de)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji):用(yong)于(yu)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)、異(yi)構化(hua)(hua)(hua)、氧化(hua)(hua)(hua)和(he)重整(zheng)反應中。純(chun)金(jin)屬釕用(yong)途很少。它是(shi)鉑和(he)鈀的(de)有效硬(ying)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。用(yong)它制(zhi)造(zao)電接觸合金(jin),以及硬(ying)磨硬(ying)質合金(jin)等。2016年(nian),諾貝爾化(hua)(hua)(hua)學獎獲得者、南加利(li)福尼亞大學化(hua)(hua)(hua)學系(xi)教(jiao)授喬治·歐拉率(lv)領團隊,首次采用(yong)基于(yu)金(jin)屬釕的(de)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji),將從空氣中捕獲的(de)二氧化(hua)(hua)(hua)碳直接轉化(hua)(hua)(hua)為甲(jia)醇燃料,轉化(hua)(hua)(hua)率(lv)高達79%。