釕的(de)(de)發(fa)現過程:釕是(shi)(shi)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)系元(yuan)素(su)中(zhong)在(zai)地殼中(zhong)含量(liang)最(zui)少的(de)(de)一個(ge)(ge),也是(shi)(shi)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)系元(yuan)素(su)中(zhong)最(zui)后(hou)被發(fa)現的(de)(de)一個(ge)(ge)。它在(zai)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)被發(fa)現100多年后(hou),比其余鉑(bo)(bo)(bo)(bo)系元(yuan)素(su)晚40年才被發(fa)現。不過,它的(de)(de)名字早在(zai)1828年就(jiu)被提出(chu)來了(le)。當時俄國人在(zai)烏(wu)拉(la)爾發(fa)現了(le)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)礦藏,塔爾圖大學化學教授奧桑(sang)首先研究了(le)它,認(ren)為其中(zhong)除了(le)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)外,還有三(san)個(ge)(ge)新元(yuan)素(su)。奧桑(sang)把他分離出(chu)的(de)(de)新元(yuan)素(su)樣(yang)品寄給了(le)貝齊(qi)里(li)烏(wu)斯(si),貝齊(qi)里(li)烏(wu)斯(si)認(ren)為其中(zhong)只有pluranium一個(ge)(ge)是(shi)(shi)新金(jin)屬元(yuan)素(su),其余的(de)(de)分別是(shi)(shi)硅石和鈦(tai)、鋯以及銥的(de)(de)氧化物(wu)的(de)(de)混(hun)合物(wu)。
1844年,喀山大學化學教授克勞(lao)斯重新研(yan)究了奧桑的(de)分析工作,肯(ken)定(ding)了鉑礦在殘渣(zha)中確實有(you)一種新金屬存在,就用(yong)奧桑為紀念他的(de)祖國俄羅(luo)斯而命名的(de)ruthenium命名它(ta),元素(su)符號定(ding)為Ru。我們譯成釕。
克(ke)勞(lao)(lao)斯取得新金屬釕后,也將(jiang)樣品(pin)寄(ji)給(gei)(gei)貝(bei)齊里烏(wu)斯,請求指教(jiao)。貝(bei)齊里烏(wu)斯認為它是(shi)不純(chun)的(de)銥。可(ke)是(shi)克(ke)勞(lao)(lao)斯和奧桑不同,沒有理睬貝(bei)齊里烏(wu)斯的(de)意見,敢(gan)于向(xiang)權威挑戰(zhan),繼(ji)續進行自(zi)己的(de)研究,并(bing)且將(jiang)每次制得的(de)樣品(pin)連同詳(xiang)細的(de)說明逐(zhu)一(yi)寄(ji)給(gei)(gei)貝(bei)齊里烏(wu)斯。最后事實迫(po)使貝(bei)齊里烏(wu)斯在(zai)1845年發表(biao)文(wen)章,承認釕是(shi)一(yi)個(ge)新元素。在(zai)俄羅斯,由(you)科(ke)學院的(de)幾位院士們(men)組成一(yi)個(ge)專(zhuan)門(men)委員會,審查(cha)克(ke)勞(lao)(lao)斯得到的(de)結果,確認了他的(de)發現。
由(you)上(shang)可(ke)見(jian),釕(liao)的用(yong)途多(duo)種多(duo)樣,當然作為稀有金(jin)屬(shu)(shu)(shu)之(zhi)一(yi),它也(ye)是(shi)工業用(yong)必不可(ke)少的金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素(su)之(zhi)一(yi),釕(liao)是(shi)一(yi)種硬而(er)脆呈淺灰色的多(duo)價稀有金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素(su),是(shi)鉑(bo)族金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)的一(yi)員(yuan)。所以釕(liao)是(shi)工業用(yong)的貴重(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素(su),也(ye)是(shi)不可(ke)或(huo)缺的金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素(su)之(zhi)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)和加拿(na)大,根據資料2012年世(shi)界鉑族金(jin)屬(shu)總儲量約(yue)為(wei)66000t。進行商業(ye)采掘的(de)鉑族金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)主(zhu)要有南非的(de)布什(shen)維爾德雜巖中麥倫斯基礦(kuang)(kuang)(Merensky Reef)和UG2鉻鐵(tie)礦(kuang)(kuang)層、俄羅斯的(de)諾里爾斯克礦(kuang)(kuang)(Norilsk)、美國(guo)的(de)斯蒂爾沃特礦(kuang)(kuang)(Stillwater)、加拿(na)大的(de)薩德伯(bo)里礦(kuang)(kuang)(Sudbury)和津巴布韋的(de)大巖墻礦(kuang)(kuang)(Great Dyke)。主(zhu)要鉑族金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)中,釕的(de)含量比(bi)鉑(bo)低很多,南非(fei)的(de)Platreef礦(kuang)中,鉑(bo):釕(liao)為10:1;南非(fei)的(de)Merensky Reef 礦(kuang)和UG2鉻鐵礦(kuang)中,鉑(bo):釕(liao)為7:1;美(mei)(mei)國的(de)Stillwater礦(kuang)中,鉑(bo):釕(liao)為4.7:1。南非(fei)的(de)布什(shen)維爾德雜巖(yan)體(ti)(ti)礦(kuang)中鉑(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)品(pin)位(wei)為3.1~17.1g/t,俄羅斯的(de)諾里爾斯克礦(kuang)中鉑(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)平均(jun)品(pin)位(wei)為8.91g/t,美(mei)(mei)國的(de)斯蒂(di)爾沃特(te)雜巖(yan)礦(kuang)體(ti)(ti)中鉑(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)平均(jun)品(pin)位(wei)為25g/t。
硬質的白色金屬,密(mi)度12.30克/厘米3。熔(rong)點2310℃,沸點3900℃。化(hua)合價2、3、4和8。第(di)一電離能7.37電子伏(fu)特。
元素名稱:釕
元素符號:Ru
元素英文名稱:ruthenium
元(yuan)素類型:金屬元(yuan)素
原(yuan)子體積(ji):(立方厘米/摩爾)8.3
元(yuan)素在太陽中(zhong)的含量:(ppm)
0.005
地殼中含量:(ppm)
0.001
相對原子(zi)質量(liang):101.1
原子序數:44
質子數:44
中子數:
同位素:
摩爾質(zhi)量:101
原子半徑:
所屬周期:5
所(suo)屬族數:VIII
電子層排布:2-8-18-15-1
核電荷數:44
電(dian)子層:K-L-M-N-O
外圍電子層排(pai)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(jie)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(mo)氏硬度(du):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
聲音在其中的傳(chuan)播(bo)速率:(m/S)
5970
常見(jian)化合價:+2,+3,+4,+8
單質:
單質化學符(fu)號:Ru
顏色和狀態:
密度:12.2g/cm^3
熔(rong)點:2523K
沸點:4423K
發(fa)現人:克勞斯 發(fa)現年(nian)代:1844年(nian)
名稱,符(fu)號(hao),序號(hao):釕、Ru、44
系列:過渡金屬
族,周期, 元素分區(qu) 8族, 5, d
密(mi)度、硬度 12370 kg/m3、6.5
顏色(se)和(he)外表 銀白色(se)金屬
地殼含(han)量 無數據
原子屬性:
原(yuan)子量 101.07 原(yuan)子量單(dan)位(wei)
原子半徑(計(ji)算值) 130(178)pm
共價半(ban)徑 126 pm范德華(hua)半(ban)徑 無數據
價電(dian)子排布 [氪]4d75s1
電子(zi)在(zai)每能(neng)級的排(pai)布 2,8,18,15,1
氧化價(氧化物(wu)) 2,3,4,6,8(弱(ruo)酸性)
晶(jing)體結構 六角(jiao)形
物理屬性:
物質(zhi)狀態(tai) 固(gu)態(tai),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 595 kJ/mol
熔化熱(re) 24 kJ/mol
蒸(zheng)氣壓 1.4 帕(2523K)
聲速 5970 m/s(293.15K)
其他性質:
電負性(xing) 2.2(鮑林(lin)標度)
比熱 238 J/(kg?K)
電(dian)導率(lv) 13.7×106/(米歐姆(mu))
熱導率 117 W/(m?K)
第一電離能 710.2 kJ/mol
第二電離能 1620 kJ/mol
第三電離能 2747 kJ/mol
最穩定的同位素
同位(wei)素 豐(feng)度(du)半衰期衰變模式 衰變能(neng)量(liang)
MeV 衰變(bian)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(wen)定
102Ru 31.6 % 穩定
104Ru 18.7 % 穩(wen)定
106Ru 人(ren)造 373.59天 β衰變 0.039 106Rh
在沒(mei)有特別注明的(de)(de)情況下使(shi)用(yong)的(de)(de)是(shi),國(guo)際標準基(ji)準單位單位和標準氣溫和氣壓,釕(liao)(liao)是(shi)一種化學元素,它(ta)的(de)(de)化學符號是(shi)Ru,它(ta)的(de)(de)原(yuan)子序數(shu)是(shi)44。它(ta)的(de)(de)拼音名稱(cheng)是(shi)俄羅斯(si)的(de)(de)意思。釕(liao)(liao)是(shi)銀白色的(de)(de)過渡金(jin)屬。釕(liao)(liao)可在鉑礦(kuang)中發現,亦(yi)在一些(xie)鉑合金(jin)中用(yong)作催(cui)化劑。
硬質的白色(se)金(jin)屬(shu),密度(du)12.30克/厘米3。熔(rong)點2310℃,沸點3900℃。化(hua)合價(jia)2、3、4和(he)8。第一電(dian)離能7.37電(dian)子伏(fu)特。化(hua)學(xue)性(xing)質很穩定。在溫度(du)達(da)100℃時,對(dui)普通的酸(suan)包括王水(shui)在內(nei)均有抗(kang)御力(li),對(dui)氫氟酸(suan)和(he)磷酸(suan)也有抗(kang)御力(li)。在室溫時,氯水(shui)、溴水(shui)和(he)醇(chun)中的碘能輕微地(di)腐蝕釕。對(dui)很多熔(rong)融金(jin)屬(shu)包括鉛、鋰、鉀、鈉(na)、銅、銀和(he)金(jin)有抗(kang)御力(li)。與熔(rong)融的堿性(xing)氫氧(yang)化(hua)物、碳酸(suan)鹽和(he)氰化(hua)物起作用(yong)。
釕的主要化合物(wu)及其(qi)性(xing)質如下(xia):
三氯化釕(水合物)
中(zhong)文名(ming):三氯化釕(水合(he)物)
分(fen)子(zi)式:RuCl3·3H2O
分子量:255.60
CAS號(hao):14898-67-0
性狀:褐黑(hei)色(se)結(jie)晶
用途(tu):用作干燥劑(ji)(ji)、吸(xi)附劑(ji)(ji)、催化(hua)劑(ji)(ji)載體
碘化釕
中文名:碘化釕
分子式:I3Ru
分子量:481.78
CAS號(hao):13896-65-6
性狀:黑色粉末
醋酸釕
中文名:醋酸釕
分(fen)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(liang):231.26
CAS號(hao):1287-13-4
性狀(zhuang):淺黃色(se)晶體
氧化釕
中文名:氧化釕
分(fen)子式:RuO2.nH2O
分子量:133.07
CAS號:32740-79-7
性狀:藍黑色晶體、密度(du)g/cm3(25℃
用(yong)途:化工催化劑,是(shi)制作電(dian)阻和電(dian)容器的重要(yao)原料,也是(shi)制備(bei)RuO4的原料。
氯釕酸鉀
中文名:氯釕(liao)酸鉀
分子式:K2RuCl5·nH2O
分子量:356.53
CAS號:14404-33-02
性狀:棕色結晶粉(fen)末
羰基氯化釕
中文名:羰基氯化釕
分子式:C6Cl4O6Ru2
分子量(liang):512.01
CAS號:22941-53-3
性狀(zhuang):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(xing):黑色(se)(se)固(gu)體,不溶于水和乙醇。β型(xing):棕色(se)(se)固(gu)體,相對密(mi)度3.11,高(gao)于500℃分(fen)解(jie)
用途:能與許(xu)(xu)多(duo)(duo)試(shi)劑反應生成多(duo)(duo)種絡(luo)合物,是制備(bei)許(xu)(xu)多(duo)(duo)釕絡(luo)合物的起始物,還是許(xu)(xu)多(duo)(duo)有機物的聚合、異構化、加(jia)氫等反應的催化劑
四(si)羰基(ji)二氯化(hua)二釕
中文(wen)名:四羰基二氯化(hua)二釕
分子式(shi):CH2Cl3ORu
分子量:239.29
CAS號:14523-22-9
性(xing)狀:橘紅色結晶(jing)。溶于正(zheng)己烷、苯。固態(tai)在空氣(qi)中(zhong)穩定,與水接觸分解(jie)
用(yong)途:用(yong)作十六羰基六銠和(he)乙酰丙酮二(er)羰基銠的原(yuan)料
釕(liao)的(de)(de)(de)用途主(zhu)要由釕(liao)的(de)(de)(de)物理(li)化學性質決(jue)定,釕(liao)是硬質的(de)(de)(de)白色金屬(shu),密度(du)12.30克/厘米3。熔點2310℃,沸點3900℃。化合(he)價2、3、4和(he)8。第一電離能(neng)7.37電子伏特。化學性質很穩定。在溫度(du)達100℃時(shi)(shi),對(dui)(dui)各種酸包括(kuo)王水在內均有抗(kang)(kang)御力,對(dui)(dui)氫(qing)(qing)氟酸和(he)磷(lin)酸也有抗(kang)(kang)御力。釕(liao)在室溫時(shi)(shi),氯水、溴(xiu)水和(he)醇中的(de)(de)(de)碘能(neng)輕微地腐蝕釕(liao)。對(dui)(dui)很多熔融金屬(shu)包括(kuo)鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀和(he)金有抗(kang)(kang)御力。與熔融的(de)(de)(de)堿性氫(qing)(qing)氧化物、碳(tan)酸鹽和(he)氰化物起作用。釕(liao)的(de)(de)(de)元素來源:由鉑金屬(shu)的(de)(de)(de)自(zi)然合(he)金中提取(qu)。
1、銠(lao)(lao)(lao)釕(liao)合金(jin)(jin):以銠(lao)(lao)(lao)為基(ji)含釕(liao)的(de)(de)二元合金(jin)(jin)。釕(liao)在銠(lao)(lao)(lao)中的(de)(de)最大溶解度>20%,RhRu10合金(jin)(jin)的(de)(de)鑄(zhu)態維(wei)氏(shi)硬度為1344。銠(lao)(lao)(lao)釕(liao)合金(jin)(jin)用高頻感應加熱(re)爐(lu)氬氣保(bao)護(hu)熔煉,鑄(zhu)錠經熱(re)軋(ya)和少量的(de)(de)冷(leng)加工(gong)成材(cai),常用做催化(hua)劑。
2、釕(liao)(liao)(liao)系(xi)電(dian)(dian)阻(zu)漿(jiang)料(liao):電(dian)(dian)導電(dian)(dian)材(cai)料(liao)(二(er)氧化釕(liao)(liao)(liao)、釕(liao)(liao)(liao)酸鉍、釕(liao)(liao)(liao)酸鉛等(deng))玻璃粘結劑(ji)、有(you)機(ji)載體等(deng)組(zu)成的使用(yong)最(zui)廣泛的一種(zhong)電(dian)(dian)阻(zu)漿(jiang)料(liao),具有(you)阻(zu)值范圍(wei)寬、電(dian)(dian)阻(zu)溫度(du)系(xi)數低(di)、阻(zu)值重現(xian)性(xing)(xing)好(hao)(hao)、環(huan)境穩定(ding)的性(xing)(xing)好(hao)(hao)等(deng)優點,用(yong)于(yu)制作高性(xing)(xing)能電(dian)(dian)阻(zu)和高可靠精(jing)密(mi)電(dian)(dian)阻(zu)網絡(luo)。
3、超細水合二氧化(hua)釕(liao)粉(fen):有于生(sheng)產(chan)厚膜電(dian)阻漿(jiang)料或(huo)催化(hua)劑用的黑色(se)或(huo)藍(lan)黑色(se)超細粉(fen)未,其中釕(liao)的質(zhi)量分數為60%~71%。粉(fen)未的平均粒(li)度(du)<1.0um,松(song)裝密(mi)度(du)為0.5~0.9g/cm,振實密(mi)度(du)為1.0~1.4g/cm-3。
4、釕基厚膜電(dian)阻漿(jiang)料:由(you)二氧化釕粉、釕酸(suan)鹽、無機添(tian)加(jia)物和有機載體(ti)組成(cheng)的(de)一種滿足于印(yin)制或涂敷的(de)膏(gao)狀物,用(yong)于厚膜混(hun)合集成(cheng)電(dian)路、電(dian)阻網絡。釕電(dian)阻漿(jiang)料的(de)燒成(cheng)條(tiao)件為燒成(cheng)峰(feng)(feng)值溫度840~860℃,峰(feng)(feng)值溫度保溫時間8~10min,燒結(jie)周(zhou)期(qi)30~60min。
5、釕(liao)是極(ji)好的催(cui)化(hua)(hua)劑:用(yong)(yong)于氫化(hua)(hua)、異構化(hua)(hua)、氧(yang)化(hua)(hua)和(he)重整反應中。純金屬(shu)釕(liao)用(yong)(yong)途(tu)很少(shao)。它(ta)是鉑(bo)和(he)鈀的有效(xiao)硬(ying)化(hua)(hua)劑。用(yong)(yong)它(ta)制造電接觸合金,以及硬(ying)磨硬(ying)質合金等。2016年,諾貝爾(er)化(hua)(hua)學獎獲得(de)者、南加利福尼亞大學化(hua)(hua)學系(xi)教(jiao)授喬治·歐拉率領團(tuan)隊,首次采用(yong)(yong)基(ji)于金屬(shu)釕(liao)的催(cui)化(hua)(hua)劑,將從空氣中捕獲的二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳直(zhi)接轉化(hua)(hua)為甲(jia)醇(chun)燃(ran)料(liao),轉化(hua)(hua)率高達79%。