發現過程

釕(liao)的(de)(de)(de)發現過程：釕(liao)是鉑(bo)系(xi)(xi)元素(su)中(zhong)(zhong)在地殼中(zhong)(zhong)含量最少(shao)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)，也(ye)是鉑(bo)系(xi)(xi)元素(su)中(zhong)(zhong)最后被(bei)(bei)發現的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)。它(ta)在鉑(bo)被(bei)(bei)發現100多(duo)年(nian)后，比其余(yu)鉑(bo)系(xi)(xi)元素(su)晚40年(nian)才被(bei)(bei)發現。不過，它(ta)的(de)(de)(de)名字(zi)早(zao)在1828年(nian)就被(bei)(bei)提出(chu)來了(le)(le)。當時俄國(guo)人(ren)在烏拉爾(er)發現了(le)(le)鉑(bo)的(de)(de)(de)礦(kuang)藏，塔爾(er)圖大學化學教授奧(ao)桑首先(xian)研究了(le)(le)它(ta)，認為其中(zhong)(zhong)除(chu)了(le)(le)鉑(bo)外，還有(you)三(san)個(ge)新(xin)(xin)元素(su)。奧(ao)桑把他分(fen)離出(chu)的(de)(de)(de)新(xin)(xin)元素(su)樣品寄給(gei)了(le)(le)貝齊里烏斯(si)，貝齊里烏斯(si)認為其中(zhong)(zhong)只有(you)pluranium一(yi)個(ge)是新(xin)(xin)金屬元素(su)，其余(yu)的(de)(de)(de)分(fen)別是硅石和鈦、鋯以及銥的(de)(de)(de)氧化物的(de)(de)(de)混合物。

1844年，喀山大(da)學化學教授克(ke)勞斯重(zhong)新研究了奧桑的分析(xi)工作，肯定(ding)(ding)了鉑礦在殘渣中確實有一種新金(jin)屬存在，就(jiu)用奧桑為(wei)紀念(nian)他的祖國俄(e)羅斯而命名(ming)的ruthenium命名(ming)它，元素符號定(ding)(ding)為(wei)Ru。我們譯成釕。

克(ke)(ke)勞斯(si)(si)(si)取得新金(jin)屬釕后(hou)，也將(jiang)(jiang)樣(yang)品寄(ji)給(gei)貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)，請求指教(jiao)。貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)認(ren)(ren)為它是(shi)不純的(de)銥。可是(shi)克(ke)(ke)勞斯(si)(si)(si)和奧桑不同，沒(mei)有(you)理睬貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)的(de)意見，敢于向權威挑戰，繼續進行(xing)自己的(de)研究，并且將(jiang)(jiang)每次制得的(de)樣(yang)品連(lian)同詳(xiang)細的(de)說明逐(zhu)一(yi)寄(ji)給(gei)貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)。最后(hou)事實(shi)迫使貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)在1845年(nian)發表文章(zhang)，承認(ren)(ren)釕是(shi)一(yi)個(ge)新元素。在俄(e)羅斯(si)(si)(si)，由科(ke)學(xue)院(yuan)的(de)幾位(wei)院(yuan)士們組成一(yi)個(ge)專(zhuan)門委(wei)員會，審查克(ke)(ke)勞斯(si)(si)(si)得到(dao)的(de)結(jie)果，確認(ren)(ren)了他的(de)發現(xian)。

由上(shang)可見(jian)，釕的(de)(de)用(yong)途多種多樣，當然作為稀有金(jin)屬之(zhi)一，它也是工(gong)業(ye)用(yong)必不(bu)可少(shao)的(de)(de)金(jin)屬元(yuan)素(su)之(zhi)一，釕是一種硬而脆呈(cheng)淺(qian)灰色的(de)(de)多價稀有金(jin)屬元(yuan)素(su)，是鉑族(zu)金(jin)屬中的(de)(de)一員。所以釕是工(gong)業(ye)用(yong)的(de)(de)貴(gui)重金(jin)屬元(yuan)素(su)，也是不(bu)可或缺的(de)(de)金(jin)屬元(yuan)素(su)之(zhi)一。

分布

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，美國和加(jia)拿(na)大(da)(da)，根據(ju)資料2012年世界鉑(bo)族(zu)金(jin)屬總儲量約(yue)為(wei)66000t。進行(xing)商業采掘的(de)鉑(bo)族(zu)金(jin)屬礦(kuang)(kuang)主要有南非的(de)布什維爾德(de)雜巖中(zhong)麥倫斯(si)基礦(kuang)(kuang)(Merensky Reef)和UG2鉻鐵礦(kuang)(kuang)層、俄羅斯(si)的(de)諾里爾斯(si)克(ke)礦(kuang)(kuang)(Norilsk)、美國的(de)斯(si)蒂(di)爾沃特(te)礦(kuang)(kuang)(Stillwater)、加(jia)拿(na)大(da)(da)的(de)薩德(de)伯(bo)里礦(kuang)(kuang)(Sudbury)和津巴(ba)布韋的(de)大(da)(da)巖墻礦(kuang)(kuang)(Great Dyke)。主要鉑(bo)族(zu)金(jin)屬礦(kuang)(kuang)中(zhong)，釕的(de)含量比(bi)鉑低很(hen)多，南(nan)非(fei)(fei)的(de)(de)Platreef礦(kuang)(kuang)中(zhong)，鉑:釕為(wei)(wei)(wei)10:1；南(nan)非(fei)(fei)的(de)(de)Merensky Reef 礦(kuang)(kuang)和UG2鉻鐵礦(kuang)(kuang)中(zhong)，鉑:釕為(wei)(wei)(wei)7:1；美國的(de)(de)Stillwater礦(kuang)(kuang)中(zhong)，鉑:釕為(wei)(wei)(wei)4.7:1。南(nan)非(fei)(fei)的(de)(de)布什維(wei)爾德雜(za)巖(yan)體礦(kuang)(kuang)中(zhong)鉑族金屬品位(wei)為(wei)(wei)(wei)3.1~17.1g/t，俄羅斯(si)的(de)(de)諾(nuo)里(li)爾斯(si)克(ke)礦(kuang)(kuang)中(zhong)鉑族金屬平(ping)均品位(wei)為(wei)(wei)(wei)8.91g/t，美國的(de)(de)斯(si)蒂(di)爾沃特雜(za)巖(yan)礦(kuang)(kuang)體中(zhong)鉑族金屬平(ping)均品位(wei)為(wei)(wei)(wei)25g/t。

物理性質

硬質的白(bai)色金屬，密度12.30克(ke)/厘米3。熔點(dian)2310℃，沸點(dian)3900℃。化合價2、3、4和8。第一電(dian)離(li)能(neng)7.37電(dian)子伏特。

元素名稱：釕

元素符號：Ru

元(yuan)素英(ying)文名稱：ruthenium

元素類型：金屬元素

原子體積:(立方厘米/摩爾(er))8.3

元(yuan)素(su)在太陽中的含量:(ppm)

0.005

地(di)殼(ke)中含量：（ppm）

0.001

相對(dui)原子(zi)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

電子層(ceng)排布：2-8-18-15-1

核電荷數：44

電子層(ceng)：K-L-M-N-O

外圍電子層排(pai)布(bu)：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：晶(jing)胞(bao)為六(liu)方晶(jing)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

聲音在其(qi)中的傳播速率：（m/S）

5970

常(chang)見化合價：+2,+3,+4,+8

單質：

單質化學符號：Ru

顏色和狀態：

密度(du)：12.2g/cm^3

熔點：2523K

沸點：4423K

發(fa)現人(ren)：克(ke)勞斯 發(fa)現年代(dai)：1844年

化學特性

名稱(cheng)，符號，序號：釕(liao)、Ru、44

系列：過渡金屬

族，周期， 元素分區 8族, 5, d

密度、硬度 12370 kg/m3、6.5

顏色和外表 銀(yin)白色金屬(shu)

地殼含量 無數據

原子屬性：

原子量 101.07 原子量單位

原子(zi)半徑（計算(suan)值） 130（178）pm

共價半徑 126 pm范德華半徑 無數據

價電(dian)子排布 [氪]4d75s1

電(dian)子在每能級(ji)的排布 2，8，18，15，1

氧化價（氧化物） 2，3，4，6，8（弱酸性）

晶體結構 六角形

物理屬性：

物質(zhi)狀(zhuang)態(tai) 固態(tai)，磁性

熔點(dian) 2607 K（2334 °C）

沸點(dian) 4423 K（4150 °C）

摩(mo)爾體積(ji) 8.17×10-6m3/mol

汽化熱(re) 595 kJ/mol

熔化熱 24 kJ/mol

蒸氣壓(ya) 1.4 帕（2523K）

聲(sheng)速 5970 m/s（293.15K）

其他性質：

電(dian)負性 2.2（鮑林(lin)標度）

比熱 238 J/(kg?K)

電導率 13.7×106/(米歐姆)

熱導率 117 W/(m?K)

第一電離能 710.2 kJ/mol

第二電離能(neng) 1620 kJ/mol

第三(san)電(dian)離(li)能 2747 kJ/mol

最穩定的同位素

同位素(su) 豐度半(ban)衰期衰變模式 衰變能量

MeV 衰變產物

96Ru 5.52 % 穩(wen)定

98Ru 1.88 % 穩定

99Ru 12.7 % 穩定

100Ru 12.6 % 穩定

101Ru 17.0 % 穩定

102Ru 31.6 % 穩定

104Ru 18.7 % 穩定(ding)

106Ru 人造 373.59天 β衰變 0.039 106Rh

在沒有特別注(zhu)明(ming)的(de)情(qing)況下使用的(de)是(shi)，國際標準基準單位(wei)單位(wei)和標準氣(qi)溫(wen)和氣(qi)壓，釕是(shi)一(yi)(yi)種化學元素，它的(de)化學符號是(shi)Ru，它的(de)原子序數是(shi)44。它的(de)拼音名稱(cheng)是(shi)俄羅斯的(de)意思。釕是(shi)銀白(bai)色(se)的(de)過渡金屬。釕可在鉑礦中發現，亦在一(yi)(yi)些鉑合金中用作催化劑。

硬(ying)質的白色金屬，密(mi)度(du)12.30克/厘(li)米3。熔點2310℃，沸點3900℃。化合價2、3、4和(he)8。第一(yi)電(dian)離能(neng)7.37電(dian)子伏(fu)特。化學性(xing)質很(hen)穩定。在溫度(du)達100℃時(shi)(shi)，對普通的酸(suan)包(bao)括(kuo)(kuo)王(wang)水在內均(jun)有抗御(yu)(yu)力，對氫氟(fu)酸(suan)和(he)磷酸(suan)也(ye)有抗御(yu)(yu)力。在室溫時(shi)(shi)，氯水、溴水和(he)醇(chun)中的碘能(neng)輕微地(di)腐蝕釕。對很(hen)多熔融金屬包(bao)括(kuo)(kuo)鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀(yin)和(he)金有抗御(yu)(yu)力。與熔融的堿性(xing)氫氧化物、碳酸(suan)鹽和(he)氰化物起作用。

化合物

釕的主要化合物及其性質如(ru)下：

三氯化釕（水合物）

中文名：三氯化釕（水合(he)物(wu)）

分子式：RuCl3·3H2O

分子(zi)量：255.60

CAS號：14898-67-0

性狀：褐黑色結晶

用(yong)途：用(yong)作干(gan)燥劑(ji)、吸附劑(ji)、催化劑(ji)載(zai)體(ti)

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(fen)子式(shi)：Ru(OAc)3

CAS號(hao)：72196-32-8

二茂釕

中文名：二茂釕

分(fen)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(fen)子(zi)式：RuO2.nH2O

分子量：133.07

CAS號(hao)：32740-79-7

性狀：藍黑(hei)色晶體、密度g/cm3(25℃

用途(tu)：化工催化劑，是(shi)制作電阻和電容器的重要原料(liao),也是(shi)制備RuO4的原料(liao)。

氯釕酸鉀

中文名：氯釕酸鉀

分子式(shi)：K2RuCl5·nH2O

分子量：356.53

CAS號：14404-33-02

性狀：棕色結晶粉末

羰基氯化釕

中文名：羰基氯化釕

分子式：C6Cl4O6Ru2

分(fen)子量：512.01

CAS號：22941-53-3

性狀：淺黃色結晶

三氯化釕

中文名：三氯化釕

分子式：Cl3Ru

分子量：207.43

CAS號(hao)：10049-08-8

性狀：α型：黑色固體，不溶于(yu)水和乙(yi)醇。β型：棕色固體，相(xiang)對密度3.11，高于(yu)500℃分解

用途：能(neng)與許多(duo)試劑(ji)反(fan)應(ying)生成多(duo)種絡(luo)(luo)合(he)(he)物(wu)，是制(zhi)備許多(duo)釕絡(luo)(luo)合(he)(he)物(wu)的(de)起始物(wu)，還是許多(duo)有(you)機物(wu)的(de)聚合(he)(he)、異構化、加(jia)氫(qing)等(deng)反(fan)應(ying)的(de)催化劑(ji)

四羰基二氯化二釕

中(zhong)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：橘紅色(se)結晶。溶于(yu)正己烷、苯。固態在空氣中(zhong)穩定，與水(shui)接觸分解

用途：用作十六(liu)羰基六(liu)銠(lao)和乙酰丙酮(tong)二(er)羰基銠(lao)的(de)原料

應用種類

釕(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)用途主要由釕(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理化學(xue)性質決定(ding)，釕(liao)是硬質的(de)(de)(de)(de)(de)白色金屬(shu)，密(mi)度12.30克/厘(li)米3。熔點2310℃，沸點3900℃。化合價2、3、4和(he)8。第(di)一電(dian)離能7.37電(dian)子伏特。化學(xue)性質很穩定(ding)。在溫(wen)度達100℃時(shi)，對各種酸包括王水在內(nei)均有抗(kang)御力，對氫氟酸和(he)磷酸也(ye)有抗(kang)御力。釕(liao)在室溫(wen)時(shi)，氯水、溴水和(he)醇中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)碘(dian)能輕微(wei)地腐蝕釕(liao)。對很多(duo)熔融金屬(shu)包括鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀(yin)和(he)金有抗(kang)御力。與(yu)熔融的(de)(de)(de)(de)(de)堿性氫氧化物(wu)、碳酸鹽和(he)氰化物(wu)起作用。釕(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)元素來源：由鉑金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)自然合金中(zhong)提取。

1、銠(lao)釕合金(jin)：以銠(lao)為基(ji)含(han)釕的(de)二(er)元合金(jin)。釕在銠(lao)中(zhong)的(de)最大溶解度(du)(du)>20%，RhRu10合金(jin)的(de)鑄態維(wei)氏硬(ying)度(du)(du)為1344。銠(lao)釕合金(jin)用(yong)高(gao)頻感應(ying)加熱爐氬氣保護熔煉，鑄錠(ding)經熱軋(ya)和少量的(de)冷加工成材，常用(yong)做(zuo)催化(hua)劑。

2、釕(liao)系(xi)電(dian)阻(zu)(zu)漿(jiang)料：電(dian)導電(dian)材(cai)料（二氧化(hua)釕(liao)、釕(liao)酸鉍、釕(liao)酸鉛等）玻璃(li)粘結(jie)劑、有(you)機載體等組成的使用最廣泛的一種電(dian)阻(zu)(zu)漿(jiang)料，具有(you)阻(zu)(zu)值(zhi)范圍寬、電(dian)阻(zu)(zu)溫度系(xi)數低、阻(zu)(zu)值(zhi)重現性好、環境穩(wen)定的性好等優(you)點，用于制作高(gao)性能電(dian)阻(zu)(zu)和高(gao)可靠精密電(dian)阻(zu)(zu)網(wang)絡(luo)。

3、超(chao)細(xi)水合二氧(yang)化釕(liao)粉：有于生產厚膜電阻(zu)漿料或(huo)催化劑用的(de)黑色(se)或(huo)藍黑色(se)超(chao)細(xi)粉未(wei)，其中釕(liao)的(de)質量分數為60%～71%。粉未(wei)的(de)平均(jun)粒度<1.0um，松裝密度為0.5～0.9g/cm，振實密度為1.0～1.4g/cm-3。

4、釕(liao)基厚膜(mo)電阻漿料：由(you)二(er)氧化釕(liao)粉、釕(liao)酸鹽(yan)、無(wu)機(ji)添加物(wu)和有機(ji)載體(ti)組成的(de)(de)一種滿(man)足于印制或涂敷的(de)(de)膏(gao)狀物(wu)，用(yong)于厚膜(mo)混合集成電路(lu)、電阻網絡(luo)。釕(liao)電阻漿料的(de)(de)燒(shao)成條件為燒(shao)成峰值溫度840～860℃，峰值溫度保溫時間8～10min，燒(shao)結周(zhou)期(qi)30～60min。

5、釕(liao)是(shi)極(ji)好的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑：用于氫化(hua)(hua)(hua)、異構(gou)化(hua)(hua)(hua)、氧化(hua)(hua)(hua)和重整反(fan)應中(zhong)。純金(jin)屬釕(liao)用途很(hen)少。它(ta)是(shi)鉑和鈀的(de)有(you)效(xiao)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)劑。用它(ta)制造電(dian)接觸(chu)合金(jin)，以及硬(ying)(ying)磨(mo)硬(ying)(ying)質(zhi)合金(jin)等。2016年，諾貝爾化(hua)(hua)(hua)學(xue)獎(jiang)獲得者、南加利福尼亞大學(xue)化(hua)(hua)(hua)學(xue)系教授喬(qiao)治(zhi)·歐拉率(lv)領團隊，首次(ci)采用基(ji)于金(jin)屬釕(liao)的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑，將從空氣(qi)中(zhong)捕獲的(de)二(er)氧化(hua)(hua)(hua)碳直接轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為(wei)甲(jia)醇燃(ran)料，轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)率(lv)高達(da)79%。