釕的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)現過程:釕是(shi)鉑系元(yuan)素(su)中在地殼(ke)中含量(liang)最少的(de)(de)(de)一(yi)個(ge),也(ye)是(shi)鉑系元(yuan)素(su)中最后被(bei)發(fa)(fa)(fa)現的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)。它在鉑被(bei)發(fa)(fa)(fa)現100多年(nian)后,比其(qi)(qi)余鉑系元(yuan)素(su)晚40年(nian)才被(bei)發(fa)(fa)(fa)現。不過,它的(de)(de)(de)名(ming)字(zi)早在1828年(nian)就被(bei)提出來了。當時俄國人在烏拉爾(er)發(fa)(fa)(fa)現了鉑的(de)(de)(de)礦(kuang)藏,塔爾(er)圖大(da)學(xue)化學(xue)教授奧桑首先研究了它,認(ren)(ren)為其(qi)(qi)中除了鉑外(wai),還有(you)三個(ge)新(xin)元(yuan)素(su)。奧桑把(ba)他分離出的(de)(de)(de)新(xin)元(yuan)素(su)樣品寄給了貝(bei)齊里烏斯,貝(bei)齊里烏斯認(ren)(ren)為其(qi)(qi)中只有(you)pluranium一(yi)個(ge)是(shi)新(xin)金屬(shu)元(yuan)素(su),其(qi)(qi)余的(de)(de)(de)分別是(shi)硅石和鈦、鋯以及銥的(de)(de)(de)氧化物的(de)(de)(de)混合物。
1844年,喀山大學(xue)化學(xue)教授克勞斯重新研究(jiu)了奧桑(sang)的分析工(gong)作(zuo),肯定了鉑礦在(zai)殘渣(zha)中確實有一種新金(jin)屬存在(zai),就用奧桑(sang)為紀念他的祖(zu)國俄羅(luo)斯而命名(ming)的ruthenium命名(ming)它(ta),元素符號(hao)定為Ru。我(wo)們譯成釕。
克(ke)(ke)勞斯(si)(si)(si)取(qu)得新金屬釕(liao)后,也(ye)將(jiang)樣品寄給(gei)貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si),請求(qiu)指教(jiao)。貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)認為(wei)它是(shi)不(bu)純的銥。可(ke)是(shi)克(ke)(ke)勞斯(si)(si)(si)和奧桑(sang)不(bu)同,沒有理睬貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)的意見,敢于向(xiang)權威挑(tiao)戰(zhan),繼續進行自(zi)己的研(yan)究,并且將(jiang)每(mei)次制得的樣品連同詳細的說明逐一(yi)(yi)寄給(gei)貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)。最后事實迫使貝齊(qi)里(li)(li)烏(wu)斯(si)(si)(si)在1845年發表文章,承認釕(liao)是(shi)一(yi)(yi)個新元素(su)。在俄羅斯(si)(si)(si),由科學(xue)院(yuan)的幾位院(yuan)士們組成(cheng)一(yi)(yi)個專(zhuan)門委(wei)員會,審查(cha)克(ke)(ke)勞斯(si)(si)(si)得到的結果(guo),確認了他的發現。
由上可見,釕的(de)(de)用(yong)途多(duo)種(zhong)多(duo)樣,當(dang)然作為稀有金屬之一(yi),它也(ye)是(shi)工業用(yong)必不可少的(de)(de)金屬元(yuan)素(su)之一(yi),釕是(shi)一(yi)種(zhong)硬而(er)脆呈淺(qian)灰色(se)的(de)(de)多(duo)價(jia)稀有金屬元(yuan)素(su),是(shi)鉑族金屬中的(de)(de)一(yi)員。所(suo)以釕是(shi)工業用(yong)的(de)(de)貴重金屬元(yuan)素(su),也(ye)是(shi)不可或(huo)缺的(de)(de)金屬元(yuan)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(mei)國(guo)和加拿大(da),根據資料2012年世界鉑(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)總(zong)儲量約為66000t。進行商業采(cai)掘的(de)(de)鉑(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)主要有南非的(de)(de)布(bu)(bu)什維爾(er)德雜巖中(zhong)麥倫斯基礦(kuang)(kuang)(kuang)(Merensky Reef)和UG2鉻鐵(tie)礦(kuang)(kuang)(kuang)層、俄羅斯的(de)(de)諾里爾(er)斯克礦(kuang)(kuang)(kuang)(Norilsk)、美(mei)國(guo)的(de)(de)斯蒂爾(er)沃特礦(kuang)(kuang)(kuang)(Stillwater)、加拿大(da)的(de)(de)薩德伯里礦(kuang)(kuang)(kuang)(Sudbury)和津巴(ba)布(bu)(bu)韋(wei)的(de)(de)大(da)巖墻礦(kuang)(kuang)(kuang)(Great Dyke)。主要鉑(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong),釕的(de)(de)含量比鉑(bo)低很(hen)多,南非(fei)的Platreef礦(kuang)中(zhong)(zhong),鉑(bo):釕為(wei)10:1;南非(fei)的Merensky Reef 礦(kuang)和UG2鉻鐵(tie)礦(kuang)中(zhong)(zhong),鉑(bo):釕為(wei)7:1;美國(guo)(guo)的Stillwater礦(kuang)中(zhong)(zhong),鉑(bo):釕為(wei)4.7:1。南非(fei)的布什維(wei)爾(er)德雜巖體礦(kuang)中(zhong)(zhong)鉑(bo)族金(jin)屬品(pin)位(wei)(wei)為(wei)3.1~17.1g/t,俄羅斯(si)的諾里(li)爾(er)斯(si)克礦(kuang)中(zhong)(zhong)鉑(bo)族金(jin)屬平均品(pin)位(wei)(wei)為(wei)8.91g/t,美國(guo)(guo)的斯(si)蒂爾(er)沃特雜巖礦(kuang)體中(zhong)(zhong)鉑(bo)族金(jin)屬平均品(pin)位(wei)(wei)為(wei)25g/t。
硬質的白色金屬,密(mi)度12.30克(ke)/厘米(mi)3。熔點(dian)(dian)2310℃,沸點(dian)(dian)3900℃。化合價2、3、4和8。第(di)一(yi)電(dian)離能7.37電(dian)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)屬元素
原子體(ti)積:(立方厘米/摩爾)8.3
元(yuan)素在太陽中的含(han)量:(ppm)
0.005
地殼(ke)中含(han)量(liang):(ppm)
0.001
相(xiang)對原(yuan)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(dian)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(jing)(jing)(jing)體結構:晶(jing)(jing)(jing)胞(bao)為六方(fang)晶(jing)(jing)(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(ying)度:6.5
電離(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
聲音在其中的傳播(bo)速率:(m/S)
5970
常見化合價:+2,+3,+4,+8
單質:
單質化(hua)學符號:Ru
顏色和狀態:
密(mi)度:12.2g/cm^3
熔點(dian):2523K
沸(fei)點:4423K
發(fa)現人(ren):克勞斯 發(fa)現年(nian)代:1844年(nian)
名稱,符號(hao),序號(hao):釕(liao)、Ru、44
系列:過渡金屬
族(zu),周期, 元素(su)分區 8族(zu), 5, d
密(mi)度、硬(ying)度 12370 kg/m3、6.5
顏色和外表 銀(yin)白色金屬
地殼含(han)量 無數據(ju)
原子屬性:
原子量 101.07 原子量單位
原(yuan)子半(ban)徑(計算值) 130(178)pm
共價半徑(jing) 126 pm范(fan)德華半徑(jing) 無數(shu)據
價電子(zi)排布 [氪]4d75s1
電(dian)子在(zai)每能級(ji)的排(pai)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(xing)
物理屬性:
物質狀態 固態,磁性
熔點 2607 K(2334 °C)
沸點 4423 K(4150 °C)
摩(mo)爾(er)體積 8.17×10-6m3/mol
汽(qi)化熱 595 kJ/mol
熔化(hua)熱 24 kJ/mol
蒸氣(qi)壓 1.4 帕(2523K)
聲速(su) 5970 m/s(293.15K)
其他性質:
電(dian)負(fu)性 2.2(鮑林標度)
比熱 238 J/(kg?K)
電導率 13.7×106/(米(mi)歐姆)
熱(re)導率(lv) 117 W/(m?K)
第(di)一電離能(neng) 710.2 kJ/mol
第(di)二電離能 1620 kJ/mol
第三電離能(neng) 2747 kJ/mol
最穩定的同位素
同(tong)位(wei)素 豐度(du)半(ban)衰期(qi)衰變模式(shi) 衰變能量
MeV 衰變產物
96Ru 5.52 % 穩定(ding)
98Ru 1.88 % 穩定(ding)
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
106Ru 人造 373.59天(tian) β衰(shuai)變 0.039 106Rh
在(zai)沒有(you)特(te)別注明(ming)的(de)(de)情況下使用的(de)(de)是,國際(ji)標準(zhun)(zhun)基準(zhun)(zhun)單(dan)位單(dan)位和標準(zhun)(zhun)氣(qi)溫和氣(qi)壓,釕(liao)(liao)是一種化(hua)(hua)學元素,它的(de)(de)化(hua)(hua)學符號是Ru,它的(de)(de)原子序數是44。它的(de)(de)拼音名稱(cheng)是俄羅(luo)斯(si)的(de)(de)意思(si)。釕(liao)(liao)是銀白色的(de)(de)過渡金屬。釕(liao)(liao)可在(zai)鉑(bo)礦中發(fa)現,亦在(zai)一些鉑(bo)合金中用作催化(hua)(hua)劑。
硬質的(de)白(bai)色金屬(shu),密(mi)度12.30克/厘米3。熔點2310℃,沸(fei)點3900℃。化(hua)(hua)(hua)(hua)合價2、3、4和(he)8。第一電離能7.37電子伏特(te)。化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)質很穩定。在(zai)溫度達100℃時,對普通的(de)酸包括王(wang)水在(zai)內均有抗(kang)御(yu)力,對氫氟酸和(he)磷酸也有抗(kang)御(yu)力。在(zai)室溫時,氯水、溴水和(he)醇中的(de)碘能輕微地(di)腐蝕釕(liao)。對很多熔融金屬(shu)包括鉛、鋰(li)、鉀、鈉、銅、銀和(he)金有抗(kang)御(yu)力。與(yu)熔融的(de)堿性(xing)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)、碳酸鹽和(he)氰(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)起作用。
釕的(de)主(zhu)要化合物(wu)及(ji)其性質(zhi)如下:
三(san)氯化釕(liao)(水合物)
中文名:三氯化(hua)釕(水合物(wu))
分子式(shi):RuCl3·3H2O
分子(zi)量(liang):255.60
CAS號:14898-67-0
性狀:褐黑色結晶(jing)
用(yong)途:用(yong)作干燥劑(ji)、吸(xi)附劑(ji)、催化劑(ji)載體
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(zi)式(shi):Ru(OAc)3
CAS號:72196-32-8
二茂釕
中文名:二茂釕
分(fen)子式(shi):(C5H5)2Ru
分子量:231.26
CAS號(hao):1287-13-4
性狀:淺黃色晶體
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g/cm3(25℃
用(yong)途:化(hua)工催化(hua)劑,是制作電阻和電容(rong)器(qi)的重(zhong)要原料(liao),也是制備RuO4的原料(liao)。
氯釕酸鉀
中(zhong)文名:氯釕酸鉀(jia)
分子(zi)式:K2RuCl5·nH2O
分子(zi)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(hua)釕
分子式:C6Cl4O6Ru2
分子量:512.01
CAS號:22941-53-3
性(xing)狀:淺黃色結晶
三氯化釕
中文名(ming):三氯化釕(liao)
分子式:Cl3Ru
分子量:207.43
CAS號:10049-08-8
性狀:α型(xing):黑色(se)固體,不溶于(yu)水和乙醇。β型(xing):棕色(se)固體,相對(dui)密度(du)3.11,高于(yu)500℃分解
用途:能與許多(duo)試(shi)劑(ji)反應生成多(duo)種(zhong)絡合(he)物(wu),是(shi)制(zhi)備許多(duo)釕絡合(he)物(wu)的(de)起始物(wu),還是(shi)許多(duo)有機物(wu)的(de)聚合(he)、異(yi)構(gou)化、加氫等反應的(de)催化劑(ji)
四(si)羰基二氯(lv)化二釕
中文名:四羰基(ji)二氯化二釕
分子式:CH2Cl3ORu
分子量:239.29
CAS號(hao):14523-22-9
性(xing)狀:橘紅色結晶。溶于(yu)正己烷、苯。固態在空氣中穩定,與水接觸(chu)分解
用途(tu):用作十六羰(tang)基六銠(lao)和乙酰丙酮二羰(tang)基銠(lao)的(de)原料
釕(liao)(liao)的(de)用途(tu)主要由釕(liao)(liao)的(de)物理化(hua)學性質(zhi)決定,釕(liao)(liao)是硬質(zhi)的(de)白色金屬(shu)(shu),密度12.30克/厘米3。熔點(dian)2310℃,沸點(dian)3900℃。化(hua)合(he)價2、3、4和8。第一(yi)電(dian)離能(neng)7.37電(dian)子伏特。化(hua)學性質(zhi)很穩(wen)定。在(zai)溫度達100℃時,對(dui)(dui)各種酸包(bao)括(kuo)王水在(zai)內均(jun)有(you)抗(kang)(kang)御(yu)(yu)力(li),對(dui)(dui)氫(qing)氟酸和磷酸也有(you)抗(kang)(kang)御(yu)(yu)力(li)。釕(liao)(liao)在(zai)室溫時,氯(lv)水、溴水和醇中的(de)碘能(neng)輕微地腐蝕釕(liao)(liao)。對(dui)(dui)很多熔融金屬(shu)(shu)包(bao)括(kuo)鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀和金有(you)抗(kang)(kang)御(yu)(yu)力(li)。與熔融的(de)堿性氫(qing)氧(yang)化(hua)物、碳酸鹽和氰(qing)化(hua)物起作用。釕(liao)(liao)的(de)元素來源:由鉑金屬(shu)(shu)的(de)自(zi)然合(he)金中提(ti)取。
1、銠釕合金(jin):以銠為基含(han)釕的(de)(de)二元合金(jin)。釕在銠中的(de)(de)最大溶(rong)解度>20%,RhRu10合金(jin)的(de)(de)鑄態維(wei)氏硬(ying)度為1344。銠釕合金(jin)用高(gao)頻感應加熱爐氬(ya)氣保護熔煉,鑄錠經熱軋和少量(liang)的(de)(de)冷加工成材,常用做催化(hua)劑。
2、釕(liao)(liao)系電(dian)阻(zu)漿料:電(dian)導(dao)電(dian)材料(二(er)氧化釕(liao)(liao)、釕(liao)(liao)酸(suan)(suan)鉍(bi)、釕(liao)(liao)酸(suan)(suan)鉛(qian)等(deng))玻(bo)璃(li)粘結劑、有機載體等(deng)組成的(de)(de)使用(yong)最廣泛的(de)(de)一種電(dian)阻(zu)漿料,具有阻(zu)值(zhi)范圍寬、電(dian)阻(zu)溫度系數低(di)、阻(zu)值(zhi)重現(xian)性好、環境穩(wen)定的(de)(de)性好等(deng)優點,用(yong)于制(zhi)作高性能電(dian)阻(zu)和高可(ke)靠精(jing)密電(dian)阻(zu)網絡。
3、超細水合(he)二氧化釕粉:有(you)于生產厚(hou)膜電阻(zu)漿料或催(cui)化劑用的黑色或藍黑色超細粉未(wei),其中釕的質量(liang)分數(shu)為(wei)(wei)60%~71%。粉未(wei)的平均粒度<1.0um,松裝密度為(wei)(wei)0.5~0.9g/cm,振(zhen)實密度為(wei)(wei)1.0~1.4g/cm-3。
4、釕(liao)(liao)基厚膜(mo)電(dian)(dian)阻漿料(liao):由二氧化釕(liao)(liao)粉、釕(liao)(liao)酸鹽、無機(ji)添加物和有機(ji)載體組成(cheng)的一種(zhong)滿足于印制或涂敷的膏狀物,用于厚膜(mo)混(hun)合集成(cheng)電(dian)(dian)路(lu)、電(dian)(dian)阻網絡。釕(liao)(liao)電(dian)(dian)阻漿料(liao)的燒成(cheng)條件為燒成(cheng)峰(feng)值(zhi)溫(wen)度840~860℃,峰(feng)值(zhi)溫(wen)度保溫(wen)時間8~10min,燒結周期30~60min。
5、釕是極好的催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji):用于氫化(hua)(hua)(hua)(hua)、異構化(hua)(hua)(hua)(hua)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)重整反應中(zhong)。純金(jin)屬(shu)(shu)釕用途(tu)很(hen)少。它(ta)是鉑和(he)鈀(ba)的有效硬化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。用它(ta)制造(zao)電接(jie)(jie)觸合金(jin),以及硬磨硬質合金(jin)等。2016年,諾貝爾化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)獎獲(huo)(huo)得者、南加利福(fu)尼亞大學(xue)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)系教授(shou)喬治·歐(ou)拉率領團(tuan)隊,首次采用基于金(jin)屬(shu)(shu)釕的催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji),將從空(kong)氣中(zhong)捕獲(huo)(huo)的二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)碳(tan)直(zhi)接(jie)(jie)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)甲醇燃料,轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)(hua)率高達79%。