釕

發現過程

釕的發現過程：釕是鉑系元素中在地殼中含量最少的一個，也是鉑系元素中最后被發現的一個。它在鉑被發現100多年后，比其余鉑系元素晚40年才被發現。不過，它的名字早在1828年就被提出來了。當時俄國人在烏拉爾發現了鉑的礦藏，塔爾圖大學化學教授奧桑首先研究了它，認為其中除了鉑外，還有三個新元素。奧桑把他分離出的新元素樣品寄給了貝齊里烏斯，貝齊里烏斯認為其中只有pluranium一個是新金屬元素，其余的分別是硅石和鈦、鋯以及銥的氧化物的混合物。

1844年，喀山大學化學教授克勞斯重新研究了奧桑的分析工作，肯定了鉑礦在殘渣中確實有一種新金屬存在，就用奧桑為紀念他的祖國俄羅斯而命名的ruthenium命名它，元素符號定為Ru。我們譯成釕。

克勞斯取得新金屬釕后，也將樣品寄給貝齊里烏斯，請求指教。貝齊里烏斯認為它是不純的銥。可是克勞斯和奧桑不同，沒有理睬貝齊里烏斯的意見，敢于向權威挑戰，繼續進行自己的研究，并且將每次制得的樣品連同詳細的說明逐一寄給貝齊里烏斯。最后事實迫使貝齊里烏斯在1845年發表文章，承認釕是一個新元素。在俄羅斯，由科學院的幾位院士們組成一個專門委員會，審查克勞斯得到的結果，確認了他的發現。

由上可見，釕的用途多種多樣，當然作為稀有金屬之一，它也是工業用必不可少的金屬元素之一，釕是一種硬而脆呈淺灰色的多價稀有金屬元素，是鉑族金屬中的一員。所以釕是工業用的貴重金屬元素，也是不可或缺的金屬元素之一。

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，美國和加拿大，根據資料2012年世界鉑族金屬總儲量約為66000t。進行商業采掘的鉑族金屬礦主要有南非的布什維爾德雜巖中麥倫斯基礦(Merensky Reef)和UG2鉻鐵礦層、俄羅斯的諾里爾斯克礦(Norilsk)、美國的斯蒂爾沃特礦(Stillwater)、加拿大的薩德伯里礦(Sudbury)和津巴布韋的大巖墻礦(Great Dyke)。主要鉑族金屬礦中，釕的含量比鉑低很多，南非的Platreef礦中，鉑:釕為10:1；南非的Merensky Reef 礦和UG2鉻鐵礦中，鉑:釕為7:1；美國的Stillwater礦中，鉑:釕為4.7:1。南非的布什維爾德雜巖體礦中鉑族金屬品位為3.1~17.1g/t，俄羅斯的諾里爾斯克礦中鉑族金屬平均品位為8.91g/t，美國的斯蒂爾沃特雜巖礦體中鉑族金屬平均品位為25g/t。

物理性質

硬質的白色金屬，密度12.30克/厘米3。熔點2310℃，沸點3900℃。化合價2、3、4和8。第一電離能7.37電子伏特。

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:(立方厘米/摩爾)8.3

元素在太陽中的含量:(ppm)

0.005

地殼中含量：（ppm）

0.001

相對原子質量：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

電子層排布：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

聲音在其中的傳播速率：（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

熔點：2523K

沸點：4423K

發現人：克勞斯 發現年代：1844年

化學特性

名稱，符號，序號：釕、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 銀白色金屬

地殼含量 無數據

原子屬性：

原子量 101.07 原子量單位

原子半徑（計算值） 130（178）pm

共價半徑 126 pm范德華半徑 無數據

價電子排布 [氪]4d75s1

電子在每能級的排布 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：

物質狀態 固態，磁性

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 24 kJ/mol

蒸氣壓 1.4 帕（2523K）

聲速 5970 m/s（293.15K）

其他性質：

電負性 2.2（鮑林標度）

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 1620 kJ/mol

第三電離能 2747 kJ/mol

最穩定的同位素

同位素 豐度半衰期衰變模式 衰變能量

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

102Ru 31.6 % 穩定

104Ru 18.7 % 穩定

106Ru 人造 373.59天 β衰變 0.039 106Rh

在沒有特別注明的情況下使用的是，國際標準基準單位單位和標準氣溫和氣壓，釕是一種化學元素，它的化學符號是Ru，它的原子序數是44。它的拼音名稱是俄羅斯的意思。釕是銀白色的過渡金屬。釕可在鉑礦中發現，亦在一些鉑合金中用作催化劑。

硬質的白色金屬，密度12.30克/厘米3。熔點2310℃，沸點3900℃。化合價2、3、4和8。第一電離能7.37電子伏特。化學性質很穩定。在溫度達100℃時，對普通的酸包括王水在內均有抗御力，對氫氟酸和磷酸也有抗御力。在室溫時，氯水、溴水和醇中的碘能輕微地腐蝕釕。對很多熔融金屬包括鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀和金有抗御力。與熔融的堿性氫氧化物、碳酸鹽和氰化物起作用。

化合物

釕的主要化合物及其性質如下：

三氯化釕（水合物）

中文名：三氯化釕（水合物）

分子式：RuCl3·3H2O

分子量：255.60

CAS號：14898-67-0

性狀：褐黑色結晶

用途：用作干燥劑、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：藍黑色晶體、密度g/cm3(25℃

用途：化工催化劑，是制作電阻和電容器的重要原料,也是制備RuO4的原料。

氯釕酸鉀

中文名：氯釕酸鉀

分子式：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：黑色固體，不溶于水和乙醇。β型：棕色固體，相對密度3.11，高于500℃分解

用途：能與許多試劑反應生成多種絡合物，是制備許多釕絡合物的起始物，還是許多有機物的聚合、異構化、加氫等反應的催化劑

四羰基二氯化二釕

中文名：四羰基二氯化二釕

分子式：CH2Cl3ORu

分子量：239.29

CAS號：14523-22-9

性狀：橘紅色結晶。溶于正己烷、苯。固態在空氣中穩定，與水接觸分解

用途：用作十六羰基六銠和乙酰丙酮二羰基銠的原料

應用種類

釕的用途主要由釕的物理化學性質決定，釕是硬質的白色金屬，密度12.30克/厘米3。熔點2310℃，沸點3900℃。化合價2、3、4和8。第一電離能7.37電子伏特。化學性質很穩定。在溫度達100℃時，對各種酸包括王水在內均有抗御力，對氫氟酸和磷酸也有抗御力。釕在室溫時，氯水、溴水和醇中的碘能輕微地腐蝕釕。對很多熔融金屬包括鉛、鋰、鉀、鈉、銅、銀和金有抗御力。與熔融的堿性氫氧化物、碳酸鹽和氰化物起作用。釕的元素來源：由鉑金屬的自然合金中提取。

1、銠釕合金：以銠為基含釕的二元合金。釕在銠中的最大溶解度>20%，RhRu10合金的鑄態維氏硬度為1344。銠釕合金用高頻感應加熱爐氬氣保護熔煉，鑄錠經熱軋和少量的冷加工成材，常用做催化劑。

2、釕系電阻漿料：電導電材料（二氧化釕、釕酸鉍、釕酸鉛等）玻璃粘結劑、有機載體等組成的使用最廣泛的一種電阻漿料，具有阻值范圍寬、電阻溫度系數低、阻值重現性好、環境穩定的性好等優點，用于制作高性能電阻和高可靠精密電阻網絡。

3、超細水合二氧化釕粉：有于生產厚膜電阻漿料或催化劑用的黑色或藍黑色超細粉未，其中釕的質量分數為60%～71%。粉未的平均粒度<1.0um，松裝密度為0.5～0.9g/cm，振實密度為1.0～1.4g/cm-3。

4、釕基厚膜電阻漿料：由二氧化釕粉、釕酸鹽、無機添加物和有機載體組成的一種滿足于印制或涂敷的膏狀物，用于厚膜混合集成電路、電阻網絡。釕電阻漿料的燒成條件為燒成峰值溫度840～860℃，峰值溫度保溫時間8～10min，燒結周期30～60min。

5、釕是極好的催化劑：用于氫化、異構化、氧化和重整反應中。純金屬釕用途很少。它是鉑和鈀的有效硬化劑。用它制造電接觸合金，以及硬磨硬質合金等。2016年，諾貝爾化學獎獲得者、南加利福尼亞大學化學系教授喬治·歐拉率領團隊，首次采用基于金屬釕的催化劑，將從空氣中捕獲的二氧化碳直接轉化為甲醇燃料，轉化率高達79%。