[拼音]:liao
[外文]:ruthenium
一种化学元素,化学符号Ru,原子序数44,原子量101.07,属周期系Ⅷ族,为铂系元素(钌、铑、钯、锇、铱、铂)之一。
发现1827年俄国化学家Γ.Β.奥赞在铂矿中发现钌,并建议命名为 ruthenium。1844年俄国化学家К.К.克劳斯肯定了它是一种新元素,并仍采用前名。元素英文名来自拉丁文Ruthenia,原意是“俄罗斯”。
存在钌在地壳中的含量约为1×10-7%,是铂系元素中含量最少的一个。钌常与其他铂系元素一起分散于冲积矿床和砂积矿床的各种矿石中,例如原铂矿、镍黄铁矿、硫化镍铜矿、磁铁矿、铬铁矿等;也存在于锇和铱的自然合金中;还以硫钌矿、硫铱锇钌矿、钌硫砷铑矿等形式存在于自然界中。钌有七种稳定同位素:钌96、钌98、钌99、钌100、钌101、钌102、钌104。
物理性质钌为银白色的金属;熔点2310℃,沸点3900℃,相对密度12.30;质硬而脆,不易加工,但耐磨性强。
化学性质钌的电子构型为(Kr)4d75s1,氧化态有+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7、+8。钌的化学性质不活泼,与锇较相似,在空气和潮湿环境中稳定;不溶于酸和王水,溶于熔融的强碱、过氧化钠、碳酸盐、氰化物等。在空气中加热至900℃时,金属钌表面产生一层蓝黑色的二氧化钌薄膜;至1000℃左右同时生成挥发性的四氧化钌和三氧化钌。钌与熔融的铅、锂、钾、铜、银、金不发生反应,而与氟、氯、溴在加热时发生反应。钌粉与氢氧化钾和氯酸钾(或硝酸钾)混匀后共热,得深绿色熔体,溶入水中变成深红色溶液,浓缩后析出亮绿色晶体钌酸钾K2RuO4·H2O。钌有形成配位化合物的强烈倾向,还有良好的催化性能。
制法钌是提取铂过程中的副产品。铂精矿经王水等处理后留下的残渣,先用硫酸氢钠熔融,用水浸取熔体所留的余渣再用过氧化钠(或氢氧化钾和硝酸钾熔融,又用水浸取,得钌酸钠Na2RuO4(或钌酸钾)溶液,在溶液中通入足量的氯气,得挥发性黄色四氧化钌,继续与盐酸、氯化铵作用,析出氯合钌(Ⅲ)酸铵(NH4)3RuCl6配合物,所得沉淀经灼烧在氢气流中加热还原成钌粉。
应用钌是铂和钯的有效硬化剂,加钌后不会降低铂和钯的耐腐蚀性。例如钯钌合金可用作振动电压调压器中的触头、厚膜电子线路上的电容和电阻,铂钌合金可用作汽油油量计和航空仪表的触头。金属钛中加入0.1%钌,可大大提高钛的耐腐蚀性。在钛电极表面涂以氧化钌,可用于电解食盐以生产氯气、金属钠或氢氧化钠。钌钼合金是一种超导体(低于10.6K)。锇钌合金可制笔尖和仪表枢轴。钌金合金可作电气触点。含钌的催化剂可用于石油化工的氢化、氧化、异构化和重整等反应中。
毒性四氧化钌是剧毒的挥发性氧化物,对人的眼结膜和上呼吸道有强烈的刺激作用。四氧化钌严禁与还原性有机物接触,以防爆炸。