發現過程

釕的(de)(de)發(fa)(fa)現過程：釕是鉑(bo)(bo)(bo)(bo)系(xi)元(yuan)(yuan)素中(zhong)(zhong)在(zai)地殼中(zhong)(zhong)含量最(zui)少的(de)(de)一個，也是鉑(bo)(bo)(bo)(bo)系(xi)元(yuan)(yuan)素中(zhong)(zhong)最(zui)后被發(fa)(fa)現的(de)(de)一個。它在(zai)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)被發(fa)(fa)現100多年(nian)后，比其(qi)(qi)余(yu)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)系(xi)元(yuan)(yuan)素晚(wan)40年(nian)才被發(fa)(fa)現。不(bu)過，它的(de)(de)名字(zi)早在(zai)1828年(nian)就(jiu)被提(ti)出來了(le)。當(dang)時(shi)俄國(guo)人在(zai)烏(wu)拉爾發(fa)(fa)現了(le)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)礦藏，塔爾圖(tu)大學(xue)化(hua)學(xue)教(jiao)授奧桑首(shou)先研(yan)究了(le)它，認為其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)除了(le)鉑(bo)(bo)(bo)(bo)外(wai)，還有(you)三(san)個新(xin)(xin)元(yuan)(yuan)素。奧桑把他分(fen)離(li)出的(de)(de)新(xin)(xin)元(yuan)(yuan)素樣品寄(ji)給(gei)了(le)貝(bei)齊里烏(wu)斯(si)，貝(bei)齊里烏(wu)斯(si)認為其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)只有(you)pluranium一個是新(xin)(xin)金(jin)屬元(yuan)(yuan)素，其(qi)(qi)余(yu)的(de)(de)分(fen)別是硅石(shi)和鈦、鋯以及銥的(de)(de)氧(yang)化(hua)物(wu)的(de)(de)混合物(wu)。

1844年，喀山大學化學教授克勞斯重新(xin)(xin)研(yan)究了奧桑的分析工(gong)作，肯定了鉑礦在殘渣中確實有一種新(xin)(xin)金屬存在，就(jiu)用奧桑為紀(ji)念他的祖國俄(e)羅斯而命(ming)名的ruthenium命(ming)名它，元素符號(hao)定為Ru。我(wo)們譯(yi)成釕。

克勞(lao)斯取得(de)新金屬釕(liao)后(hou)，也將樣品寄給貝齊(qi)里烏斯，請(qing)求(qiu)指教。貝齊(qi)里烏斯認為它是不純的(de)(de)(de)銥(yi)。可是克勞(lao)斯和奧桑不同，沒有理睬(cai)貝齊(qi)里烏斯的(de)(de)(de)意(yi)見，敢于向權威挑(tiao)戰(zhan)，繼續(xu)進(jin)行自己的(de)(de)(de)研究，并且將每次制得(de)的(de)(de)(de)樣品連同詳細的(de)(de)(de)說明(ming)逐一(yi)寄給貝齊(qi)里烏斯。最后(hou)事實迫使貝齊(qi)里烏斯在(zai)1845年發表文章，承(cheng)認釕(liao)是一(yi)個(ge)新元素。在(zai)俄羅斯，由(you)科學(xue)院的(de)(de)(de)幾位院士們組(zu)成一(yi)個(ge)專(zhuan)門(men)委員(yuan)會(hui)，審(shen)查(cha)克勞(lao)斯得(de)到(dao)的(de)(de)(de)結果，確認了(le)他的(de)(de)(de)發現。

由上(shang)可(ke)見，釕(liao)(liao)的(de)(de)用途多(duo)種多(duo)樣，當然作為稀(xi)有金屬(shu)(shu)之一(yi)，它也(ye)是(shi)工(gong)業用必不可(ke)少的(de)(de)金屬(shu)(shu)元(yuan)素(su)之一(yi)，釕(liao)(liao)是(shi)一(yi)種硬而脆呈淺灰色的(de)(de)多(duo)價稀(xi)有金屬(shu)(shu)元(yuan)素(su)，是(shi)鉑族金屬(shu)(shu)中的(de)(de)一(yi)員。所以(yi)釕(liao)(liao)是(shi)工(gong)業用的(de)(de)貴重金屬(shu)(shu)元(yuan)素(su)，也(ye)是(shi)不可(ke)或缺的(de)(de)金屬(shu)(shu)元(yuan)素(su)之一(yi)。

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(he)加拿(na)大(da)，根據資料(liao)2012年世界(jie)鉑族金(jin)(jin)屬(shu)總(zong)儲(chu)量(liang)約為66000t。進行商業采(cai)掘的(de)鉑族金(jin)(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)主要有(you)南非的(de)布什(shen)維爾德雜巖中(zhong)麥倫斯基礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Merensky Reef)和(he)UG2鉻鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)層、俄羅斯的(de)諾里爾斯克礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Norilsk)、美國的(de)斯蒂(di)爾沃特礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Stillwater)、加拿(na)大(da)的(de)薩德伯里礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Sudbury)和(he)津巴布韋的(de)大(da)巖墻礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Great Dyke)。主要鉑族金(jin)(jin)屬(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)，釕的(de)含量(liang)比鉑(bo)(bo)低很多，南非(fei)(fei)的(de)Platreef礦(kuang)(kuang)中(zhong)，鉑(bo)(bo):釕(liao)為(wei)10:1；南非(fei)(fei)的(de)Merensky Reef 礦(kuang)(kuang)和(he)UG2鉻鐵礦(kuang)(kuang)中(zhong)，鉑(bo)(bo):釕(liao)為(wei)7:1；美國(guo)的(de)Stillwater礦(kuang)(kuang)中(zhong)，鉑(bo)(bo):釕(liao)為(wei)4.7:1。南非(fei)(fei)的(de)布什維爾(er)德(de)雜(za)巖體礦(kuang)(kuang)中(zhong)鉑(bo)(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)品位為(wei)3.1~17.1g/t，俄羅(luo)斯的(de)諾里爾(er)斯克礦(kuang)(kuang)中(zhong)鉑(bo)(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)平均品位為(wei)8.91g/t，美國(guo)的(de)斯蒂爾(er)沃特(te)雜(za)巖礦(kuang)(kuang)體中(zhong)鉑(bo)(bo)族(zu)金(jin)屬(shu)(shu)平均品位為(wei)25g/t。

物理性質

硬質的白色金(jin)屬，密度12.30克/厘米3。熔(rong)點2310℃，沸點3900℃。化合價2、3、4和8。第一電離能7.37電子伏(fu)特。

元素名稱：釕

元素符號：Ru

元素英文名稱：ruthenium

元素類型：金屬元素

原子體積:(立(li)方(fang)厘(li)米/摩爾)8.3

元素在太陽(yang)中的(de)含量:(ppm)

0.005

地殼中含(han)量：（ppm）

0.001

相(xiang)對(dui)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(dian)子(zi)層排布：2-8-18-15-1

核電荷數：44

電子層(ceng)：K-L-M-N-O

外圍(wei)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

晶體結構：晶胞(bao)為六方晶胞(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(shi)硬度：6.5

電離能(neng) (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)播速率：（m/S）

5970

常見化合(he)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(fa)現人：克勞斯 發(fa)現年(nian)代(dai)：1844年(nian)

化學特性

名稱，符號(hao)，序號(hao)：釕、Ru、44

系列：過渡金屬

族，周期(qi)， 元素分區 8族, 5, d

密度、硬度 12370 kg/m3、6.5

顏色(se)和外(wai)表(biao) 銀白色(se)金屬(shu)

地殼含量 無數據

原子屬性：

原子量 101.07 原子量單(dan)位

原(yuan)子半(ban)徑（計算值） 130（178）pm

共價(jia)半徑 126 pm范德華半徑 無數據

價電子排(pai)布 [氪]4d75s1

電子在每能級的(de)排(pai)布 2，8，18，15，1

氧(yang)化價(jia)（氧(yang)化物(wu)） 2，3，4，6，8（弱酸性(xing)）

晶體結構 六角形

物理屬性：

物質狀(zhuang)態 固態，磁性

熔(rong)點 2607 K（2334 °C）

沸點 4423 K（4150 °C）

摩(mo)爾體積(ji) 8.17×10-6m3/mol

汽化熱 595 kJ/mol

熔化熱 24 kJ/mol

蒸氣壓(ya) 1.4 帕（2523K）

聲速 5970 m/s（293.15K）

其他性質：

電(dian)負(fu)性(xing) 2.2（鮑(bao)林標度）

比熱 238 J/(kg?K)

電導率(lv) 13.7×106/(米(mi)歐姆)

熱導率 117 W/(m?K)

第一電離(li)能 710.2 kJ/mol

第二(er)電離能(neng) 1620 kJ/mol

第(di)三電離能 2747 kJ/mol

最穩定的同位素

同(tong)位素(su) 豐度半衰(shuai)期衰(shuai)變模式 衰(shuai)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(zai)沒有特別注明的(de)(de)情況下(xia)使用的(de)(de)是(shi)(shi)，國(guo)際標準(zhun)基準(zhun)單位單位和(he)標準(zhun)氣溫和(he)氣壓，釕是(shi)(shi)一種化學元素，它的(de)(de)化學符號是(shi)(shi)Ru，它的(de)(de)原子(zi)序數是(shi)(shi)44。它的(de)(de)拼音(yin)名(ming)稱是(shi)(shi)俄羅斯的(de)(de)意思。釕是(shi)(shi)銀白色的(de)(de)過(guo)渡金(jin)屬。釕可在(zai)鉑(bo)礦中發現(xian)，亦(yi)在(zai)一些鉑(bo)合金(jin)中用作催化劑。

硬質的(de)白色金(jin)屬(shu)，密度(du)12.30克/厘米3。熔(rong)點(dian)2310℃，沸(fei)點(dian)3900℃。化(hua)合價(jia)2、3、4和(he)(he)(he)8。第一電(dian)離能(neng)(neng)7.37電(dian)子伏特。化(hua)學性質很(hen)(hen)穩(wen)定。在(zai)溫(wen)度(du)達100℃時，對普(pu)通(tong)的(de)酸包(bao)括(kuo)王(wang)水(shui)在(zai)內均有(you)(you)抗御力，對氫(qing)(qing)氟酸和(he)(he)(he)磷酸也有(you)(you)抗御力。在(zai)室溫(wen)時，氯水(shui)、溴水(shui)和(he)(he)(he)醇中的(de)碘(dian)能(neng)(neng)輕微(wei)地腐蝕釕。對很(hen)(hen)多(duo)熔(rong)融金(jin)屬(shu)包(bao)括(kuo)鉛、鋰、鉀、鈉(na)、銅、銀和(he)(he)(he)金(jin)有(you)(you)抗御力。與熔(rong)融的(de)堿性氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)物、碳酸鹽和(he)(he)(he)氰化(hua)物起作用(yong)。

化合物

釕的主要化(hua)合(he)物及其性質如(ru)下：

三氯化釕（水合物）

中(zhong)文名：三氯化(hua)釕（水合物(wu)）

分子(zi)式：RuCl3·3H2O

分子(zi)量(liang)：255.60

CAS號：14898-67-0

性狀：褐黑色結晶

用(yong)(yong)途：用(yong)(yong)作干燥劑、吸附劑、催化劑載體

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

分子量：133.07

CAS號：32740-79-7

性狀(zhuang)：藍黑色(se)晶體、密度g/cm3(25℃

用途：化(hua)工催化(hua)劑，是(shi)制(zhi)作(zuo)電阻和電容(rong)器的重(zhong)要原料(liao),也是(shi)制(zhi)備RuO4的原料(liao)。

氯釕酸鉀

中文名：氯釕酸鉀

分子式：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：羰基氯化釕

分子式：C6Cl4O6Ru2

分子量：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：10049-08-8

性狀：α型：黑色(se)固體(ti)，不(bu)溶于水(shui)和乙醇(chun)。β型：棕色(se)固體(ti)，相對密度3.11，高于500℃分解

用途：能與許多試劑反應生成(cheng)多種絡(luo)合(he)(he)物(wu)，是制備許多釕絡(luo)合(he)(he)物(wu)的起始物(wu)，還是許多有(you)機(ji)物(wu)的聚合(he)(he)、異(yi)構化(hua)、加氫等反應的催(cui)化(hua)劑

四羰基二氯化二釕

中(zhong)文(wen)名：四羰基二氯(lv)化二釕

分子式(shi)：CH2Cl3ORu

分子量：239.29

CAS號：14523-22-9

性狀：橘(ju)紅色結(jie)晶(jing)。溶于(yu)正(zheng)己烷、苯(ben)。固態在空氣中穩定，與(yu)水接觸分(fen)解

用(yong)途(tu)：用(yong)作(zuo)十六(liu)羰基六(liu)銠和乙酰丙酮(tong)二羰基銠的原料(liao)

應用種類

釕的用途主要由(you)釕的物理化學性質(zhi)決(jue)定(ding)，釕是硬質(zhi)的白(bai)色金屬，密度12.30克/厘米3。熔(rong)點2310℃，沸(fei)點3900℃。化合價2、3、4和8。第一電(dian)(dian)離能7.37電(dian)(dian)子(zi)伏特。化學性質(zhi)很穩定(ding)。在(zai)溫(wen)度達100℃時(shi)(shi)，對(dui)各種酸包(bao)括王水(shui)在(zai)內均有(you)抗(kang)(kang)御力(li)，對(dui)氫氟酸和磷(lin)酸也(ye)有(you)抗(kang)(kang)御力(li)。釕在(zai)室溫(wen)時(shi)(shi)，氯水(shui)、溴水(shui)和醇(chun)中的碘能輕微地腐蝕(shi)釕。對(dui)很多熔(rong)融(rong)金屬包(bao)括鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀和金有(you)抗(kang)(kang)御力(li)。與熔(rong)融(rong)的堿性氫氧化物、碳酸鹽和氰化物起(qi)作用。釕的元素來源：由(you)鉑(bo)金屬的自然合金中提取。

1、銠釕(liao)(liao)合金：以銠為基含(han)釕(liao)(liao)的(de)二元合金。釕(liao)(liao)在銠中的(de)最(zui)大溶解度>20%，RhRu10合金的(de)鑄(zhu)態維氏硬(ying)度為1344。銠釕(liao)(liao)合金用(yong)高頻感應加熱(re)爐氬(ya)氣保(bao)護(hu)熔煉(lian)，鑄(zhu)錠經熱(re)軋和(he)少(shao)量(liang)的(de)冷(leng)加工成材，常(chang)用(yong)做催(cui)化劑。

2、釕(liao)(liao)系(xi)電(dian)阻(zu)漿(jiang)料(liao)：電(dian)導電(dian)材料(liao)（二氧化釕(liao)(liao)、釕(liao)(liao)酸鉍、釕(liao)(liao)酸鉛等）玻璃粘結(jie)劑(ji)、有機(ji)載體等組成的使用最廣泛的一種電(dian)阻(zu)漿(jiang)料(liao)，具有阻(zu)值范圍寬、電(dian)阻(zu)溫度系(xi)數低、阻(zu)值重現性(xing)好(hao)、環境(jing)穩定(ding)的性(xing)好(hao)等優(you)點，用于制(zhi)作高性(xing)能電(dian)阻(zu)和(he)高可靠精密電(dian)阻(zu)網絡。

3、超細水(shui)合二氧化釕粉(fen)(fen)：有于生產厚(hou)膜(mo)電阻漿料(liao)或(huo)(huo)催(cui)化劑用的(de)黑色或(huo)(huo)藍黑色超細粉(fen)(fen)未(wei)，其中釕的(de)質量(liang)分數為60%～71%。粉(fen)(fen)未(wei)的(de)平均粒度(du)(du)<1.0um，松裝密度(du)(du)為0.5～0.9g/cm，振實密度(du)(du)為1.0～1.4g/cm-3。

4、釕基厚(hou)(hou)膜電(dian)阻(zu)漿料：由二氧化釕粉(fen)、釕酸鹽、無機添加(jia)物(wu)和有機載體組成(cheng)的(de)一種滿足(zu)于印(yin)制或涂敷的(de)膏狀物(wu)，用于厚(hou)(hou)膜混合集(ji)成(cheng)電(dian)路、電(dian)阻(zu)網絡。釕電(dian)阻(zu)漿料的(de)燒(shao)成(cheng)條件(jian)為燒(shao)成(cheng)峰值溫度(du)840～860℃，峰值溫度(du)保溫時間8～10min，燒(shao)結(jie)周期30～60min。

5、釕是極好的(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)：用(yong)于氫化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、異構化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)重整反應中(zhong)(zhong)。純金屬釕用(yong)途很少(shao)。它是鉑(bo)和(he)鈀的(de)有效(xiao)硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。用(yong)它制造電接(jie)觸(chu)合金，以(yi)及硬(ying)磨硬(ying)質合金等。2016年，諾貝爾(er)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)獎獲得者、南加(jia)利福尼亞大學(xue)(xue)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)系(xi)教授喬治·歐(ou)拉率領團(tuan)隊(dui)，首次采用(yong)基于金屬釕的(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，將從空氣(qi)中(zhong)(zhong)捕(bu)獲的(de)二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳直接(jie)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)甲醇燃料，轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)率高達(da)79%。