釕的(de)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)過(guo)程(cheng):釕是(shi)鉑系(xi)元(yuan)素(su)中在(zai)地(di)殼中含量最少的(de)一(yi)個(ge),也(ye)是(shi)鉑系(xi)元(yuan)素(su)中最后被(bei)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)的(de)一(yi)個(ge)。它(ta)在(zai)鉑被(bei)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)100多(duo)年(nian)后,比其(qi)余鉑系(xi)元(yuan)素(su)晚(wan)40年(nian)才(cai)被(bei)發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)。不過(guo),它(ta)的(de)名(ming)字早在(zai)1828年(nian)就被(bei)提出來了(le)(le)。當時俄國人在(zai)烏(wu)拉爾發(fa)(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)鉑的(de)礦藏,塔爾圖大學化(hua)學教授奧(ao)桑(sang)首先研究(jiu)了(le)(le)它(ta),認為其(qi)中除了(le)(le)鉑外,還(huan)有(you)(you)三個(ge)新(xin)(xin)元(yuan)素(su)。奧(ao)桑(sang)把他(ta)分離出的(de)新(xin)(xin)元(yuan)素(su)樣品寄給了(le)(le)貝(bei)齊里烏(wu)斯,貝(bei)齊里烏(wu)斯認為其(qi)中只有(you)(you)pluranium一(yi)個(ge)是(shi)新(xin)(xin)金屬(shu)元(yuan)素(su),其(qi)余的(de)分別(bie)是(shi)硅石和鈦、鋯以及銥的(de)氧化(hua)物(wu)的(de)混合(he)物(wu)。
1844年(nian),喀山大學化學教授克勞斯重新研究了奧桑的分析工(gong)作,肯定了鉑(bo)礦在殘渣中確實有(you)一(yi)種新金屬存(cun)在,就用奧桑為紀念他的祖國俄羅斯而(er)命(ming)名的ruthenium命(ming)名它,元素符(fu)號(hao)定為Ru。我們譯成釕。
克勞(lao)斯(si)取得新金(jin)屬釕后,也將樣品寄(ji)(ji)給貝(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si),請求指教。貝(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)認為它是不(bu)純的(de)(de)銥(yi)。可是克勞(lao)斯(si)和奧桑不(bu)同,沒有理睬貝(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)的(de)(de)意見(jian),敢于向(xiang)權威(wei)挑戰,繼續進行自己(ji)的(de)(de)研究,并且將每次制(zhi)得的(de)(de)樣品連同詳細的(de)(de)說(shuo)明逐一(yi)寄(ji)(ji)給貝(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)。最后事實迫使貝(bei)齊(qi)里(li)烏斯(si)在(zai)1845年發表文章,承認釕是一(yi)個新元(yuan)素。在(zai)俄羅斯(si),由(you)科學院(yuan)的(de)(de)幾位院(yuan)士們(men)組(zu)成一(yi)個專門(men)委員(yuan)會(hui),審查(cha)克勞(lao)斯(si)得到的(de)(de)結果,確認了(le)他(ta)的(de)(de)發現。
由上可(ke)見,釕(liao)的(de)用途多(duo)種(zhong)多(duo)樣,當然(ran)作(zuo)為稀(xi)有(you)金(jin)(jin)屬之(zhi)一(yi),它也是(shi)工業用必不可(ke)少的(de)金(jin)(jin)屬元(yuan)素(su)之(zhi)一(yi),釕(liao)是(shi)一(yi)種(zhong)硬而脆(cui)呈淺灰色的(de)多(duo)價稀(xi)有(you)金(jin)(jin)屬元(yuan)素(su),是(shi)鉑族金(jin)(jin)屬中的(de)一(yi)員(yuan)。所以釕(liao)是(shi)工業用的(de)貴重金(jin)(jin)屬元(yuan)素(su),也是(shi)不可(ke)或(huo)缺的(de)金(jin)(jin)屬元(yuan)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(mei)國和(he)(he)加拿大,根據資料2012年世(shi)界鉑(bo)族金屬(shu)總儲量(liang)約為66000t。進行商業采(cai)掘的鉑(bo)族金屬(shu)礦主要(yao)有南(nan)非的布(bu)什維爾德(de)雜巖中麥倫斯(si)(si)基礦(Merensky Reef)和(he)(he)UG2鉻鐵(tie)礦層、俄羅斯(si)(si)的諾里爾斯(si)(si)克礦(Norilsk)、美(mei)國的斯(si)(si)蒂爾沃(wo)特礦(Stillwater)、加拿大的薩德(de)伯里礦(Sudbury)和(he)(he)津巴布(bu)韋的大巖墻礦(Great Dyke)。主要(yao)鉑(bo)族金屬(shu)礦中,釕(liao)的含量(liang)比鉑(bo)(bo)低很多,南(nan)非的(de)Platreef礦中(zhong)(zhong),鉑(bo)(bo):釕(liao)為(wei)10:1;南(nan)非的(de)Merensky Reef 礦和UG2鉻鐵礦中(zhong)(zhong),鉑(bo)(bo):釕(liao)為(wei)7:1;美(mei)國的(de)Stillwater礦中(zhong)(zhong),鉑(bo)(bo):釕(liao)為(wei)4.7:1。南(nan)非的(de)布什(shen)維爾德(de)雜巖體(ti)礦中(zhong)(zhong)鉑(bo)(bo)族金屬品(pin)位(wei)(wei)為(wei)3.1~17.1g/t,俄羅(luo)斯(si)(si)的(de)諾(nuo)里爾斯(si)(si)克(ke)礦中(zhong)(zhong)鉑(bo)(bo)族金屬平(ping)均(jun)品(pin)位(wei)(wei)為(wei)8.91g/t,美(mei)國的(de)斯(si)(si)蒂爾沃特雜巖礦體(ti)中(zhong)(zhong)鉑(bo)(bo)族金屬平(ping)均(jun)品(pin)位(wei)(wei)為(wei)25g/t。
硬質的白色金屬,密度12.30克/厘米3。熔點(dian)2310℃,沸(fei)點(dian)3900℃。化合(he)價2、3、4和8。第一電離能(neng)7.37電子(zi)伏特(te)。
元素名稱:釕
元素符號:Ru
元素(su)英文名稱:ruthenium
元素(su)類型:金屬(shu)元素(su)
原子(zi)體積:(立方厘(li)米/摩爾)8.3
元素在太陽中的含量:(ppm)
0.005
地殼(ke)中含量:(ppm)
0.001
相(xiang)對原子質量:101.1
原子序數:44
質子數:44
中子數:
同位素:
摩爾質量:101
原子半徑:
所屬周期:5
所屬族數:VIII
電子(zi)層(ceng)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(ceng)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
晶體結構(gou):晶胞(bao)為(wei)六(liu)方(fang)晶胞(bao)。
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(zai)其中的傳播速(su)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(rong)點(dian):2523K
沸點:4423K
發現人:克勞斯 發現年(nian)代:1844年(nian)
名稱,符號(hao),序號(hao):釕、Ru、44
系列:過渡金屬
族,周(zhou)期, 元素分區(qu) 8族, 5, d
密度、硬(ying)度 12370 kg/m3、6.5
顏(yan)色(se)和(he)外表(biao) 銀白色(se)金屬
地殼(ke)含量 無數據(ju)
原子屬性:
原(yuan)子量 101.07 原(yuan)子量單(dan)位(wei)
原子半徑(計算值(zhi)) 130(178)pm
共價半徑 126 pm范德華半徑 無數據(ju)
價電子(zi)排(pai)布(bu) [氪]4d75s1
電子(zi)在(zai)每(mei)能級的排布 2,8,18,15,1
氧(yang)化(hua)價(氧(yang)化(hua)物(wu)) 2,3,4,6,8(弱酸性(xing))
晶(jing)體結(jie)構(gou) 六角形(xing)
物理屬性:
物質狀態 固態,磁性
熔(rong)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(hua)熱 24 kJ/mol
蒸氣壓 1.4 帕(2523K)
聲(sheng)速(su) 5970 m/s(293.15K)
其他性質:
電負性(xing) 2.2(鮑林標度(du))
比熱 238 J/(kg?K)
電導率(lv) 13.7×106/(米歐(ou)姆(mu))
熱導率 117 W/(m?K)
第(di)一電離能 710.2 kJ/mol
第二電離能 1620 kJ/mol
第三電離(li)能 2747 kJ/mol
最穩定的同位素
同位素 豐(feng)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 β衰變 0.039 106Rh
在(zai)(zai)(zai)沒有特別注明(ming)的(de)(de)情況下(xia)使用的(de)(de)是(shi),國際標準(zhun)基準(zhun)單位單位和標準(zhun)氣(qi)溫和氣(qi)壓(ya),釕是(shi)一種化學元(yuan)素,它的(de)(de)化學符號是(shi)Ru,它的(de)(de)原子序數是(shi)44。它的(de)(de)拼音(yin)名(ming)稱是(shi)俄羅斯的(de)(de)意思。釕是(shi)銀(yin)白(bai)色的(de)(de)過渡(du)金屬。釕可(ke)在(zai)(zai)(zai)鉑礦中發現,亦在(zai)(zai)(zai)一些鉑合(he)金中用作催化劑。
硬(ying)質(zhi)(zhi)的(de)白(bai)色金(jin)屬,密度(du)12.30克/厘米3。熔(rong)點2310℃,沸點3900℃。化(hua)合價2、3、4和(he)8。第一電離能(neng)7.37電子伏特。化(hua)學性質(zhi)(zhi)很(hen)(hen)穩定。在(zai)溫度(du)達100℃時(shi),對普通的(de)酸包括王水在(zai)內均(jun)有抗(kang)御力(li),對氫氟酸和(he)磷(lin)酸也(ye)有抗(kang)御力(li)。在(zai)室溫時(shi),氯水、溴水和(he)醇中(zhong)的(de)碘能(neng)輕微地腐蝕釕(liao)。對很(hen)(hen)多熔(rong)融金(jin)屬包括鉛、鋰、鉀、鈉(na)、銅、銀和(he)金(jin)有抗(kang)御力(li)。與熔(rong)融的(de)堿(jian)性氫氧化(hua)物、碳酸鹽和(he)氰化(hua)物起作用。
釕的主要(yao)化合物及其性質如下:
三氯(lv)化釕(水合物)
中文名:三(san)氯化(hua)釕(水(shui)合物)
分子式:RuCl3·3H2O
分子量:255.60
CAS號:14898-67-0
性狀(zhuang):褐黑色結晶
用途:用作干(gan)燥劑(ji)(ji)、吸附劑(ji)(ji)、催化劑(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
分子式:Ru(OAc)3
CAS號(hao):72196-32-8
二茂釕
中文名:二茂釕
分子式:(C5H5)2Ru
分子量:231.26
CAS號(hao):1287-13-4
性狀:淺黃色晶(jing)體
氧化釕
中文名:氧化釕
分子式:RuO2.nH2O
分子(zi)量:133.07
CAS號:32740-79-7
性狀:藍黑色晶體、密度g/cm3(25℃
用途:化(hua)工(gong)催化(hua)劑(ji),是(shi)制(zhi)作電阻(zu)和電容(rong)器的(de)重要原料(liao),也(ye)是(shi)制(zhi)備RuO4的(de)原料(liao)。
氯釕酸鉀
中文(wen)名:氯(lv)釕酸鉀
分子式:K2RuCl5·nH2O
分子量:356.53
CAS號:14404-33-02
性狀:棕色結(jie)晶粉末
羰基氯化釕
中文名:羰基氯化釕
分子式(shi):C6Cl4O6Ru2
分子量(liang):512.01
CAS號:22941-53-3
性狀:淺黃色結晶
三氯化釕
中(zhong)文名(ming):三氯化釕(liao)
分子式:Cl3Ru
分子量:207.43
CAS號(hao):10049-08-8
性狀:α型:黑色固體(ti),不溶于(yu)(yu)水(shui)和乙醇。β型:棕色固體(ti),相對(dui)密度3.11,高于(yu)(yu)500℃分解(jie)
用途:能(neng)與許多(duo)(duo)試劑反應(ying)(ying)生成多(duo)(duo)種絡合物,是制備許多(duo)(duo)釕絡合物的(de)起始物,還是許多(duo)(duo)有機物的(de)聚合、異構化、加氫等反應(ying)(ying)的(de)催化劑
四羰基二氯(lv)化二釕
中文名(ming):四羰基(ji)二氯(lv)化二釕
分子式:CH2Cl3ORu
分子量:239.29
CAS號:14523-22-9
性狀:橘(ju)紅(hong)色結晶。溶于(yu)正己烷、苯。固(gu)態在空氣中穩定(ding),與水(shui)接觸分解(jie)
用(yong)途:用(yong)作十六羰基六銠和(he)乙酰丙酮二羰基銠的原料
釕的(de)(de)用途(tu)主要由釕的(de)(de)物理化(hua)學性(xing)質(zhi)決定(ding),釕是硬質(zhi)的(de)(de)白色金(jin)屬,密(mi)度12.30克(ke)/厘(li)米3。熔(rong)點(dian)2310℃,沸點(dian)3900℃。化(hua)合價(jia)2、3、4和(he)(he)8。第一電離(li)能7.37電子伏特。化(hua)學性(xing)質(zhi)很(hen)穩定(ding)。在(zai)(zai)溫度達(da)100℃時,對(dui)各種酸(suan)包括(kuo)王水(shui)在(zai)(zai)內均有抗御力,對(dui)氫(qing)氟酸(suan)和(he)(he)磷酸(suan)也(ye)有抗御力。釕在(zai)(zai)室溫時,氯(lv)水(shui)、溴水(shui)和(he)(he)醇(chun)中的(de)(de)碘能輕微地腐蝕釕。對(dui)很(hen)多熔(rong)融(rong)金(jin)屬包括(kuo)鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀和(he)(he)金(jin)有抗御力。與熔(rong)融(rong)的(de)(de)堿性(xing)氫(qing)氧化(hua)物、碳酸(suan)鹽和(he)(he)氰化(hua)物起作用。釕的(de)(de)元素來源:由鉑金(jin)屬的(de)(de)自然(ran)合金(jin)中提取。
1、銠(lao)釕(liao)(liao)合(he)金:以(yi)銠(lao)為基含釕(liao)(liao)的二元合(he)金。釕(liao)(liao)在銠(lao)中的最大(da)溶解度>20%,RhRu10合(he)金的鑄態(tai)維氏硬(ying)度為1344。銠(lao)釕(liao)(liao)合(he)金用高頻感應加熱爐氬氣保護熔(rong)煉(lian),鑄錠經(jing)熱軋和少量的冷加工成材(cai),常用做催(cui)化劑。
2、釕(liao)系(xi)電(dian)阻(zu)漿料:電(dian)導(dao)電(dian)材料(二氧(yang)化釕(liao)、釕(liao)酸鉍(bi)、釕(liao)酸鉛等)玻璃(li)粘結(jie)劑、有機載體等組成的(de)使用(yong)(yong)最廣泛的(de)一種(zhong)電(dian)阻(zu)漿料,具有阻(zu)值范圍寬、電(dian)阻(zu)溫度系(xi)數低(di)、阻(zu)值重現(xian)性好、環境(jing)穩定的(de)性好等優點,用(yong)(yong)于(yu)制作高性能(neng)電(dian)阻(zu)和高可靠精密電(dian)阻(zu)網絡。
3、超(chao)細(xi)水合(he)二氧化釕(liao)粉:有于(yu)生產厚膜電(dian)阻漿(jiang)料或催化劑用的(de)黑(hei)色或藍黑(hei)色超(chao)細(xi)粉未(wei),其中釕(liao)的(de)質量分(fen)數為(wei)60%~71%。粉未(wei)的(de)平均粒度<1.0um,松(song)裝密(mi)度為(wei)0.5~0.9g/cm,振實密(mi)度為(wei)1.0~1.4g/cm-3。
4、釕基(ji)厚(hou)膜電阻漿料(liao):由(you)二氧(yang)化釕粉、釕酸鹽、無機添加物和(he)有機載體(ti)組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)一種滿足于印(yin)制或涂敷的(de)膏(gao)狀物,用于厚(hou)膜混合集(ji)成(cheng)(cheng)電路(lu)、電阻網絡。釕電阻漿料(liao)的(de)燒(shao)成(cheng)(cheng)條(tiao)件為燒(shao)成(cheng)(cheng)峰值溫(wen)度840~860℃,峰值溫(wen)度保溫(wen)時間8~10min,燒(shao)結周期30~60min。
5、釕(liao)是極好(hao)的催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji):用(yong)于(yu)(yu)氫化(hua)(hua)(hua)、異構化(hua)(hua)(hua)、氧化(hua)(hua)(hua)和(he)重整(zheng)反應中。純金(jin)(jin)屬(shu)釕(liao)用(yong)途很少。它是鉑和(he)鈀的有(you)效硬化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。用(yong)它制(zhi)造電(dian)接觸合(he)金(jin)(jin),以及硬磨硬質合(he)金(jin)(jin)等。2016年,諾貝爾化(hua)(hua)(hua)學(xue)獎獲得者(zhe)、南加利福尼亞大(da)學(xue)化(hua)(hua)(hua)學(xue)系教授喬治(zhi)·歐拉率(lv)領(ling)團隊,首次采用(yong)基(ji)于(yu)(yu)金(jin)(jin)屬(shu)釕(liao)的催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji),將從空(kong)氣中捕獲的二氧化(hua)(hua)(hua)碳直接轉化(hua)(hua)(hua)為(wei)甲(jia)醇燃料,轉化(hua)(hua)(hua)率(lv)高達79%。