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圖片來自teacher.aedocenter.com

(注音=ㄌㄧㄠˇ|拼音=liǎo)是一種化學元素化學符號Ru原子序44,是在元素週期表鉑族的稀有過渡金屬。釕與鉑族的其他金屬一樣,對大多數其他化學物質都是惰性的。1844年,俄籍的波羅的海德意志科學家卡爾·恩斯特·克勞斯|Karl Ernst Claus在喀山國立大學發現了該元素,隨後以他的家鄉拉圖尼亞|Ruthenia做為此元素的拉丁名稱。一般而言,釕是在礦石的次要成分中被發現,年產量從2009年的約19噸上升到2017年的約35.5噸。生產出的釕大部分用於製造耐磨電接頭和厚膜電阻,其次是用於鉑合金和當成化學反應催化劑,另有一項新用途則是當作極紫外光光罩的覆蓋層。釕通常和其他鉑族金屬同時蘊藏在烏拉爾山脈北美洲南美洲的礦石中。加拿大安大略省大薩德伯里鎳黃鐵礦[1] 以及南非輝石岩礦床中,也發現了稀少但有商業重要性的存量。

目錄

基本性質

物理性質

冷的時候,釕的延性較小,即使純粹單晶也很容易彎曲。金屬釕可用電弧電子束熔化。釕通常加熱至1500℃時才能加工成細絲或薄板。

化學性質

釕是一種極好的催化劑,通常用在氫化異構化氧化重整反應中。 釕在溫度達100℃時,對普通的酸包括王水有抗禦力,對氫氟酸和磷酸也有抗禦力,當溫度到達300℃時,對硫酸有抗禦力。在室溫時氯水、溴水和醇中的碘能輕微的腐蝕釕。熔融的過氧化鈉能較快地腐蝕而次氯酸能很快地腐蝕釕。用熔融的鹼性氫化物、碳酸鹽和氰化物也可能腐蝕釕。

同位素

自然界中存在着7種釕的同位素。此外,目前共發現了34種釕的放射性同位素。在這些放射性同位素當中,較穩定的有106Ru(半衰期373.59天)、103Ru(半衰期39.26天)和97Ru(半衰期2.9天)。

分布與含量

釕在地殼含量非常罕見,約100 ppt(0.1%),居元素分布序列中的第74位。

發展史

雖然,含有所有六種鉑族金屬的天然鉑合金,被前哥倫布時期美洲人長期使用,從16世紀中葉起,被歐洲化學家稱為材料,但直到18世紀中葉,鉑才被確認為一個純元素。天然鉑金屬在19世紀的第一個十年被發現,裡面含有鈀、銠、鋨、銥。俄羅斯河流沖積沙中的鉑,從1828年開始使用於盤子和獎牌以及鑄造盧布硬幣的原物料。在鍊製用於鑄幣的鉑金屬過程中,所得到的殘留物,在俄羅斯帝國是可以取得的,因此鉑的大部分研究是在東歐進行的。

在1807年,從南美的鉑金屬礦中,波蘭化學家約德澤伊•什尼亞代基有可能分離出元素44. (他稱之為"vestium",是依據在不久前發現的小行星"Vesta"命名 )。他於1808年出版了一份他的發現公告。然而,他的工作從未獲得證實,他後來撤回了他的發現聲明。

約恩斯•貝澤柳斯和戈特弗裡德•奧桑在1827年幾乎發現了釕。他們試驗了以王水溶解烏拉山脈含鉑的原礦石後留下的殘留物。貝澤柳斯沒有發現任何不尋常的金屬元素,但奧桑認為他發現了三種新金屬元素,稱之為pluranium、 ruthenium和polinium。這種差異導致貝爾澤柳斯和奧桑之間關於殘留物成分的長期爭論。由於Osann無法重複他離析釕的實驗,最終放棄了他的主張。Osann之所以選擇"釕",是因為分析的樣本來自俄羅斯的烏拉山脈。 這個名字本身來源於魯塞尼亞,拉丁語"Rus",一個歷史區域,包括今天的烏克蘭,白俄羅斯,俄羅斯西部,以及斯洛伐克和波蘭的部分地區。

1844年,波羅的-德意志裔俄羅斯科學家卡爾•恩斯特•克勞斯 (Karl Ernst Claus) 發現,戈特弗裡德•奧桑備製的化合物中也含有少量的釕,克勞斯於同年曾發現的釕。克勞斯在喀山大學工作時,從盧布硬幣製程的鉑金屬殘留物中,分離出釕。就像40年前,在喀山發現釕的更重的同族元素鋨一樣。克勞斯表明,氧化釕含有一種新的金屬元素,並從不溶於王水的粗鉑中獲得6克的釕。替新元素選擇名稱,克勞斯說:"我為新元素命名,以紀念我的祖國,Ruthenium。我有權使用這個名字,因為Osann先生放棄了他的釕,所以這個字還不存於化學。

應用

純金屬釕用途很少。釕是鉑和鈀的有效硬化劑,使用它不會降低鉑和鈀的抗腐蝕性。含有較大百分數(30%-70%)的釕的合金,包含有其它貴重金屬或鹼金屬,可用在電氣觸點上和需要抗磨和抗腐蝕的地方,如鋼筆尖和工具樞軸上。二氧化釕導電,在有機介質中以粉末狀與玻璃料相混合,可用作非金屬襯底製成電阻元件。

影片

118個元素的故事 No 44 物以稀為賤 釕
44 Ru Native Ruthenium 釕礦, 美國 特寫觀察 (1)
44 Ru Native Ruthenium 釕礦, 美國 特寫觀察 (2)
44 Ru Native Ruthenium 釕礦, 美國 特寫觀察 (3)

參考文獻

  1. 鎳黃鐵礦,教育百科