釕的(de)(de)(de)(de)發(fa)現過程:釕是鉑(bo)(bo)系元(yuan)素中在(zai)(zai)地(di)殼中含量最少(shao)的(de)(de)(de)(de)一個(ge),也是鉑(bo)(bo)系元(yuan)素中最后被發(fa)現的(de)(de)(de)(de)一個(ge)。它(ta)在(zai)(zai)鉑(bo)(bo)被發(fa)現100多年(nian)后,比其(qi)余鉑(bo)(bo)系元(yuan)素晚40年(nian)才被發(fa)現。不過,它(ta)的(de)(de)(de)(de)名字早在(zai)(zai)1828年(nian)就被提出來了。當(dang)時俄國(guo)人在(zai)(zai)烏拉(la)爾發(fa)現了鉑(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)礦藏,塔爾圖大學化(hua)學教授奧桑首(shou)先研究了它(ta),認為(wei)其(qi)中除了鉑(bo)(bo)外,還有(you)三個(ge)新(xin)元(yuan)素。奧桑把他分離出的(de)(de)(de)(de)新(xin)元(yuan)素樣品寄給了貝齊里烏斯(si),貝齊里烏斯(si)認為(wei)其(qi)中只有(you)pluranium一個(ge)是新(xin)金屬元(yuan)素,其(qi)余的(de)(de)(de)(de)分別是硅石和鈦、鋯以(yi)及銥的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)混(hun)合(he)物(wu)。
1844年(nian),喀山大學化學教授克勞斯重新研(yan)究了奧(ao)桑的(de)分析工作,肯(ken)定了鉑(bo)礦在殘(can)渣中確實(shi)有一種新金屬存(cun)在,就用奧(ao)桑為紀念(nian)他(ta)的(de)祖國(guo)俄羅斯而命(ming)(ming)名的(de)ruthenium命(ming)(ming)名它,元素符(fu)號定為Ru。我(wo)們譯成釕(liao)。
克勞斯取得(de)新(xin)金屬釕后,也將(jiang)樣(yang)品寄給貝(bei)齊(qi)(qi)(qi)里(li)烏斯,請(qing)求(qiu)指(zhi)教。貝(bei)齊(qi)(qi)(qi)里(li)烏斯認為它是不純的(de)銥。可是克勞斯和(he)奧桑不同,沒有理睬貝(bei)齊(qi)(qi)(qi)里(li)烏斯的(de)意見(jian),敢于向(xiang)權威挑(tiao)戰,繼續(xu)進行自己的(de)研究,并且將(jiang)每次制(zhi)得(de)的(de)樣(yang)品連同詳細的(de)說(shuo)明逐一寄給貝(bei)齊(qi)(qi)(qi)里(li)烏斯。最后事實迫使貝(bei)齊(qi)(qi)(qi)里(li)烏斯在(zai)1845年發表文章,承認釕是一個新(xin)元(yuan)素。在(zai)俄(e)羅(luo)斯,由科學院(yuan)的(de)幾位院(yuan)士(shi)們組(zu)成一個專門委員(yuan)會,審查克勞斯得(de)到(dao)的(de)結(jie)果,確認了他(ta)的(de)發現。
由上(shang)可(ke)見(jian),釕的(de)(de)用(yong)途多(duo)種多(duo)樣,當然作為稀有(you)金(jin)(jin)屬(shu)之一(yi),它也是(shi)(shi)(shi)(shi)工業用(yong)必不可(ke)少的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)元素(su)之一(yi),釕是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)種硬而脆(cui)呈淺灰(hui)色的(de)(de)多(duo)價(jia)稀有(you)金(jin)(jin)屬(shu)元素(su),是(shi)(shi)(shi)(shi)鉑族金(jin)(jin)屬(shu)中的(de)(de)一(yi)員。所(suo)以(yi)釕是(shi)(shi)(shi)(shi)工業用(yong)的(de)(de)貴重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)元素(su),也是(shi)(shi)(shi)(shi)不可(ke)或(huo)缺的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)元素(su)之一(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,美國(guo)(guo)和加(jia)拿(na)大(da)(da),根據資(zi)料(liao)2012年世界(jie)鉑族(zu)金屬(shu)總儲量約(yue)為66000t。進行商業采掘的(de)鉑族(zu)金屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)主要有(you)南非的(de)布(bu)什維(wei)爾德雜(za)巖中麥倫斯(si)基礦(kuang)(kuang)(kuang)(Merensky Reef)和UG2鉻鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)層、俄羅斯(si)的(de)諾里爾斯(si)克礦(kuang)(kuang)(kuang)(Norilsk)、美國(guo)(guo)的(de)斯(si)蒂爾沃特礦(kuang)(kuang)(kuang)(Stillwater)、加(jia)拿(na)大(da)(da)的(de)薩德伯里礦(kuang)(kuang)(kuang)(Sudbury)和津(jin)巴布(bu)韋(wei)的(de)大(da)(da)巖墻礦(kuang)(kuang)(kuang)(Great Dyke)。主要鉑族(zu)金屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)中,釕的(de)含量比鉑(bo)(bo)低(di)很多,南非(fei)的Platreef礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong),鉑(bo)(bo):釕為(wei)(wei)10:1;南非(fei)的Merensky Reef 礦(kuang)(kuang)(kuang)和UG2鉻鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong),鉑(bo)(bo):釕為(wei)(wei)7:1;美國的Stillwater礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong),鉑(bo)(bo):釕為(wei)(wei)4.7:1。南非(fei)的布什(shen)維爾(er)德雜巖(yan)體(ti)(ti)礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)鉑(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬品(pin)位為(wei)(wei)3.1~17.1g/t,俄(e)羅斯的諾里(li)爾(er)斯克礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)鉑(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬平均品(pin)位為(wei)(wei)8.91g/t,美國的斯蒂爾(er)沃特雜巖(yan)礦(kuang)(kuang)(kuang)體(ti)(ti)中(zhong)鉑(bo)(bo)族(zu)(zu)金(jin)(jin)屬平均品(pin)位為(wei)(wei)25g/t。
硬質的白(bai)色金屬,密度12.30克/厘米3。熔點2310℃,沸點3900℃。化合價2、3、4和(he)8。第一(yi)電離能7.37電子伏特。
元素名稱:釕
元素符號:Ru
元(yuan)素英文名稱(cheng):ruthenium
元素類(lei)型:金屬元素
原子體積:(立方厘米/摩(mo)爾)8.3
元素在太陽中的(de)含(han)量:(ppm)
0.005
地殼中(zhong)含量:(ppm)
0.001
相對原子(zi)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(zi)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(jing)體結構(gou):晶(jing)胞為六(liu)方晶(jing)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
電離能 (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
聲音在其中(zhong)的傳播速率:(m/S)
5970
常見化合價:+2,+3,+4,+8
單質:
單質化學符號:Ru
顏色和狀態:
密度:12.2g/cm^3
熔點:2523K
沸點:4423K
發現人:克(ke)勞(lao)斯(si) 發現年代(dai):1844年
名稱,符號(hao),序號(hao):釕、Ru、44
系列:過渡金屬
族,周期, 元素分區 8族, 5, d
密度、硬(ying)度 12370 kg/m3、6.5
顏色和外表 銀白色金(jin)屬(shu)
地殼含量 無數(shu)據
原子屬性:
原子量 101.07 原子量單位
原子半徑(jing)(計算(suan)值) 130(178)pm
共價半(ban)徑 126 pm范德華半(ban)徑 無數據(ju)
價(jia)電子排布 [氪]4d75s1
電子在每能(neng)級的排布(bu) 2,8,18,15,1
氧化價(氧化物(wu)) 2,3,4,6,8(弱酸性)
晶體結構 六角形
物理屬性:
物質狀態 固態,磁(ci)性
熔點 2607 K(2334 °C)
沸點 4423 K(4150 °C)
摩爾體積 8.17×10-6m3/mol
汽化熱(re) 595 kJ/mol
熔化熱 24 kJ/mol
蒸(zheng)氣(qi)壓(ya) 1.4 帕(2523K)
聲(sheng)速 5970 m/s(293.15K)
其他性質:
電負性(xing) 2.2(鮑林標度)
比熱(re) 238 J/(kg?K)
電導(dao)率 13.7×106/(米(mi)歐姆(mu))
熱導(dao)率 117 W/(m?K)
第(di)一電(dian)離能 710.2 kJ/mol
第(di)二電離能 1620 kJ/mol
第三電離能 2747 kJ/mol
最穩定的同位素
同位素 豐度(du)半衰期衰變(bian)模式 衰變(bian)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
101Ru 17.0 % 穩定(ding)
102Ru 31.6 % 穩定
104Ru 18.7 % 穩定
106Ru 人造 373.59天(tian) β衰(shuai)變(bian) 0.039 106Rh
在沒有特別注明的(de)(de)情況(kuang)下使(shi)用的(de)(de)是(shi)(shi),國際(ji)標(biao)準基準單位單位和標(biao)準氣溫和氣壓,釕是(shi)(shi)一種化(hua)學(xue)元素(su),它(ta)(ta)的(de)(de)化(hua)學(xue)符(fu)號是(shi)(shi)Ru,它(ta)(ta)的(de)(de)原子序數是(shi)(shi)44。它(ta)(ta)的(de)(de)拼音名(ming)稱是(shi)(shi)俄羅斯的(de)(de)意思。釕是(shi)(shi)銀白(bai)色(se)的(de)(de)過渡金屬(shu)。釕可在鉑礦(kuang)中發(fa)現,亦(yi)在一些鉑合(he)金中用作(zuo)催化(hua)劑(ji)。
硬質(zhi)(zhi)的(de)白色(se)金屬,密度(du)12.30克(ke)/厘米3。熔點(dian)2310℃,沸(fei)點(dian)3900℃。化(hua)合價2、3、4和(he)8。第一電(dian)離能7.37電(dian)子伏特。化(hua)學性質(zhi)(zhi)很(hen)穩定。在溫度(du)達(da)100℃時,對(dui)普通的(de)酸包括(kuo)王(wang)水(shui)(shui)在內(nei)均有抗御(yu)(yu)力(li),對(dui)氫氟酸和(he)磷酸也有抗御(yu)(yu)力(li)。在室溫時,氯水(shui)(shui)、溴水(shui)(shui)和(he)醇中的(de)碘能輕微(wei)地腐(fu)蝕釕。對(dui)很(hen)多熔融金屬包括(kuo)鉛(qian)、鋰、鉀(jia)、鈉、銅、銀和(he)金有抗御(yu)(yu)力(li)。與(yu)熔融的(de)堿性氫氧化(hua)物(wu)、碳酸鹽(yan)和(he)氰化(hua)物(wu)起作(zuo)用。
釕的主要(yao)化合物及其性質如下:
三氯化釕(水合物)
中文名:三氯化(hua)釕(liao)(水合物)
分子式:RuCl3·3H2O
分子量:255.60
CAS號:14898-67-0
性狀:褐黑色(se)結晶
用途:用作干燥(zao)劑(ji)、吸附劑(ji)、催化劑(ji)載(zai)體
碘化釕
中文名:碘化釕
分(fen)子式(shi):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(zi)式:(C5H5)2Ru
分子(zi)量:231.26
CAS號:1287-13-4
性狀:淺黃色晶體
氧化釕
中文名:氧化釕
分子式:RuO2.nH2O
分(fen)子(zi)量:133.07
CAS號(hao):32740-79-7
性狀:藍黑色晶體、密(mi)度g/cm3(25℃
用途(tu):化(hua)工催化(hua)劑,是(shi)制作電阻和電容器(qi)的重要原料,也是(shi)制備RuO4的原料。
氯釕酸鉀
中文名(ming):氯釕(liao)酸鉀
分子式:K2RuCl5·nH2O
分(fen)子量:356.53
CAS號:14404-33-02
性狀:棕色結(jie)晶粉末
羰基氯化釕
中文名(ming):羰基(ji)氯化釕
分子式:C6Cl4O6Ru2
分子(zi)量:512.01
CAS號:22941-53-3
性狀:淺黃色結晶
三氯化釕
中文名:三(san)氯化釕(liao)
分子式:Cl3Ru
分子量:207.43
CAS號:10049-08-8
性狀:α型:黑色(se)固體,不溶(rong)于水和乙(yi)醇。β型:棕色(se)固體,相對(dui)密度3.11,高(gao)于500℃分(fen)解
用途(tu):能與許(xu)(xu)多(duo)(duo)試(shi)劑反應生成多(duo)(duo)種絡(luo)合(he)物(wu),是制備許(xu)(xu)多(duo)(duo)釕(liao)絡(luo)合(he)物(wu)的(de)起始(shi)物(wu),還是許(xu)(xu)多(duo)(duo)有機物(wu)的(de)聚(ju)合(he)、異構化(hua)、加氫等反應的(de)催化(hua)劑
四(si)羰基二(er)氯(lv)化二(er)釕
中文名:四羰基二氯(lv)化二釕(liao)
分子式:CH2Cl3ORu
分子量(liang):239.29
CAS號(hao):14523-22-9
性狀:橘紅色結晶。溶于正己烷(wan)、苯。固態在空氣(qi)中穩定,與水(shui)接觸分解
用(yong)途:用(yong)作十六羰(tang)基(ji)六銠和乙酰丙酮二羰(tang)基(ji)銠的原料(liao)
釕(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)用(yong)途主要由釕(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)物(wu)理化(hua)(hua)學性質決(jue)定(ding),釕(liao)(liao)(liao)(liao)是硬質的(de)(de)(de)白色金(jin)屬,密度(du)12.30克/厘(li)米3。熔(rong)(rong)點(dian)2310℃,沸(fei)點(dian)3900℃。化(hua)(hua)合(he)價2、3、4和(he)(he)8。第一電離能(neng)7.37電子伏特(te)。化(hua)(hua)學性質很(hen)穩定(ding)。在(zai)溫度(du)達100℃時,對各(ge)種酸包(bao)括王水在(zai)內均(jun)有抗御力,對氫氟酸和(he)(he)磷酸也有抗御力。釕(liao)(liao)(liao)(liao)在(zai)室溫時,氯水、溴水和(he)(he)醇中的(de)(de)(de)碘能(neng)輕微地(di)腐蝕釕(liao)(liao)(liao)(liao)。對很(hen)多熔(rong)(rong)融金(jin)屬包(bao)括鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀和(he)(he)金(jin)有抗御力。與熔(rong)(rong)融的(de)(de)(de)堿性氫氧化(hua)(hua)物(wu)、碳(tan)酸鹽和(he)(he)氰化(hua)(hua)物(wu)起作用(yong)。釕(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)元素來源:由鉑金(jin)屬的(de)(de)(de)自然(ran)合(he)金(jin)中提取。
1、銠(lao)釕(liao)(liao)合(he)金(jin):以銠(lao)為(wei)基含(han)釕(liao)(liao)的(de)二元合(he)金(jin)。釕(liao)(liao)在銠(lao)中的(de)最大溶(rong)解度>20%,RhRu10合(he)金(jin)的(de)鑄(zhu)態維氏(shi)硬度為(wei)1344。銠(lao)釕(liao)(liao)合(he)金(jin)用高頻感應加熱爐氬氣保護(hu)熔煉(lian),鑄(zhu)錠經熱軋和少量(liang)的(de)冷加工成材,常(chang)用做催化劑。
2、釕(liao)(liao)系(xi)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)漿料(liao):電(dian)(dian)導電(dian)(dian)材料(liao)(二氧化(hua)釕(liao)(liao)、釕(liao)(liao)酸(suan)鉍、釕(liao)(liao)酸(suan)鉛等)玻璃粘(zhan)結劑、有(you)機載體等組成的使用最廣泛的一(yi)種電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)漿料(liao),具有(you)阻(zu)(zu)(zu)(zu)值范(fan)圍寬、電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)溫度(du)系(xi)數低、阻(zu)(zu)(zu)(zu)值重現性好、環境穩定的性好等優點,用于制作高性能電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)和高可靠精密電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)網絡。
3、超細水合二氧化(hua)釕粉(fen):有(you)于生產厚膜電阻漿料或催化(hua)劑用(yong)的(de)黑色或藍黑色超細粉(fen)未(wei),其(qi)中(zhong)釕的(de)質(zhi)量分數為(wei)60%~71%。粉(fen)未(wei)的(de)平均粒(li)度<1.0um,松(song)裝密度為(wei)0.5~0.9g/cm,振實密度為(wei)1.0~1.4g/cm-3。
4、釕基厚膜電(dian)(dian)阻(zu)(zu)漿(jiang)料(liao):由(you)二(er)氧化釕粉、釕酸鹽(yan)、無機添(tian)加物(wu)(wu)和(he)有機載體(ti)組成(cheng)(cheng)的(de)一種滿足于印制或(huo)涂敷的(de)膏狀物(wu)(wu),用于厚膜混合集(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)路(lu)、電(dian)(dian)阻(zu)(zu)網絡。釕電(dian)(dian)阻(zu)(zu)漿(jiang)料(liao)的(de)燒(shao)(shao)成(cheng)(cheng)條件為燒(shao)(shao)成(cheng)(cheng)峰(feng)(feng)值溫度840~860℃,峰(feng)(feng)值溫度保溫時(shi)間8~10min,燒(shao)(shao)結周期30~60min。
5、釕是極好的(de)催化(hua)劑(ji):用(yong)(yong)(yong)于氫化(hua)、異構化(hua)、氧化(hua)和(he)(he)重(zhong)整反應中。純(chun)金屬(shu)釕用(yong)(yong)(yong)途很少。它(ta)是鉑和(he)(he)鈀的(de)有效硬(ying)化(hua)劑(ji)。用(yong)(yong)(yong)它(ta)制造(zao)電接觸合金,以及硬(ying)磨硬(ying)質合金等。2016年,諾貝爾化(hua)學獎獲得者、南(nan)加利福尼(ni)亞大學化(hua)學系教授喬治·歐(ou)拉率領(ling)團(tuan)隊,首次(ci)采(cai)用(yong)(yong)(yong)基(ji)于金屬(shu)釕的(de)催化(hua)劑(ji),將從空氣(qi)中捕獲的(de)二氧化(hua)碳(tan)直接轉(zhuan)化(hua)為(wei)甲醇燃料,轉(zhuan)化(hua)率高達(da)79%。