鉑系元素

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鉑系元素是一個科技名詞。

中華文明是一種獨特的文明，其文字也是非常獨特的。在世界上所有的國家中，只有中國由於其民族文化強大的包容性與同化性而始終沒有間斷過的文化傳承，這使漢字成為世界上較少的沒有間斷過的文字形式。約公元前14世紀殷商後期出現的甲骨文被廣泛認為是漢字的第一種形式，一直發展到今日，有三四千年的歷史。

目錄

名詞解釋

鉑族金屬，又稱鉑族元素。包括釕（Ru）、銠（Rh）、鈀（Pd）、鋨（Os）、銥（Ir）、鉑（Pt）六種金屬元素，在元素周期表中屬第5,6周期。本族元素在寶石學中的應用廣泛，其中鈀金首飾-白色貴金屬新寵，國際時尚流行飾品鉑金、鈀金為鉑族裡蘊藏量最小的兩種礦物，此二種的冶金性質相當類似，因其同樣稀有、用途相類似，所以常在各種應用上互做替代品。

鉑族金屬以其特別可貴的性能和資源珍稀而著稱；與金、銀合稱「貴金屬」。但其發現與利用相對於金、銀來說要晚得多。金、銀飾品在人類紀元之前的墓葬中就有發現，而人類對鉑族金屬的了解和利用，不過兩百多年的歷史。其中鉑發現最早，1735 年由尤爾洛）發現，其餘幾種元素都遲至19世紀才陸續有所了解，如鈀是1803年由沃拉斯頓發現，釕是1845年科勞斯（K.Claus）發現。雖然發現晚，但很快了解到它們有一些可貴的功能，因而被廣泛應用於現代工業和尖端技術中。因此被稱為「現代貴金屬」。據報道，從公元前4000年到19世紀末，全球累計產金2.9萬t，19世紀世界平均年產金123t；到1973～1980年，世界平均年產金量達1375t。鉑族金屬的世界產量從1969年開始超過100t，80年代末便翻了一番，達到200t（張文朴，1997），90年代初年產近 300t。從這些數據不難體會出「貴金屬」與「現代貴金屬」深層的涵義：二者都是珍稀而貴重，而鉑族元素雖然絕對數量比不上金、銀，但其發展的速度深刻體現出「現代」的涵義。

特性

鉑族金屬既具有相似的物理化學性質，又有各自的特性。它們的共同特性是：除了鋨為藍灰色，釕為鋼灰色外，其餘均為銀白色；熔點高、強度大、電熱性穩定、抗電火花蝕耗性高、抗腐蝕性優良、高溫抗氧化性能強、催化活性良好。各自的特性又決定了不同的用途。例如鉑還有良好的塑性和穩定的電阻與電阻溫度係數，可鍛造成鉑絲、鉑箔等；它不與氧直接化合，不被酸、鹼侵蝕，只溶於熱的王水中；鈀可溶於濃硝酸，室溫下能吸收其體積350～850倍的氫氣。銠和銥不溶於王水，能與熔融氫氧化鈉和過氧化鈉反應，生成溶解於酸的化合物；鋨與釕不溶於王水，卻易氧化成四氧化物。它們的主要物理和機械性質見表3.17.1。

發現

南美洲的印第安人很早就知道鉑。西班牙人到南美後,稱自然鉑為「小銀」（platina）。使歐洲人知道「小銀」的第一個人是西班牙人德·烏略阿。此後即參照platina命名鉑為platinum。1741年伍德(C.Wood）把「小銀」帶到歐洲，引起了科學家的興趣。1803年英國人沃拉斯頓 (W.H.Wollaston）確立了提純鉑的工藝，同時還從鉑的王水溶液中分離出兩個新的元素鈀和銠。前者按希臘神話中智慧女神Pallas命名為palladium；後者因為其鹽類具有玫瑰紅色，以希臘字rhodon（玫瑰）命名為rhodium。1804年英國人坦南特(S.Tennant）從自然鉑的王水不溶物中發現了鋨和銥。因為鋨的四氧化物具有強揮發性並有與氯氣相似的刺激味，銥的鹽類呈多種色彩，分別以希臘字osme（氣味）和iris（虹）命名為osmium和 iridium。1844年俄國人克勞斯（κ.κлаус）發現釕，以拉丁文Ruthenia(俄羅斯）命名為ruthenium。

當一個老年的大質量恆星死亡時，會發生超新星爆發，此時，原本的輕核就會結合為重核，也就會形成那些重金屬，那些重核就留在四周的空間中，部分就來到了地球。

性質

主要物理性質

鉑族金屬除鋨為藍灰色金屬外，其他均為銀白色金屬。大多數鉑族金屬都能吸收氣體，特別是氫氣。鈀吸氫能力最強，常溫下1體積鈀能吸收900～2800體積的氫。在真空下加熱到100℃，溶解的氫就完全放出來了。鈀有吸氫和透氫的特性：一定體積的鈀常溫下能吸收比它本身大900倍甚至2800倍的氫氣（見貯氫材料）。鉑吸收氧的能力強，1體積鉑可吸收70體積的氧。當粒度很細如鉑黑、鈀黑或呈膠態時，吸附能力更強，故它們有良好的催化特性。純鉑和鈀有良好的延展性，不經中間退火的冷塑性變形量可達到90%以上，能加工成微米級的細絲和箔。銠和銥的高溫強度很好，但冷塑性加工性能稍差。鋨和釕硬度高，但機械加工性能差，用粉末冶金方法製得的金屬釕在1150～1500℃時才能進行少量塑性加工，而鋨即使在高溫下也幾乎不能進行塑性加工。