钌是地壳中最稀有的金属之一,在自然界中以原始状态存在。然而,它与铂等其他金属以及辉石矿和镍黄铁矿等矿物相关,后者是铁和镍的硫化物。它也用作某些铂合金的催化剂。了解它的含义、用途及其属性。
什么是钌?
它是一种硬、脆、亮白色的过渡金属,有四种不同的晶型。它可以溶解在熔融碱中,并且在室温下不被酸侵蚀。另一方面,在高温下,它可以与氢和卤素发生反应。
钌符号
Ru位于元素周期表第8族,原子序数44,原子量101.07。其氧化态为+2、+3、+4,并且可能存在其氧化态为0至+8的化合物。
钌的特性
这种过渡金属对大多数酸具有抵抗力,并且是最不常见的金属之一,即使在化学领域也是如此。它与众不同的一些主要功能是:
- 磁性:在室温下,具有铁磁性。
- 可延展性:在高温下发现。
- 硬度:它很硬而且很脆,这就是为什么它很难机动化。
- 溶解性:不溶于酸,但溶于水。
- 状况:固体。
钌的化学和物理性质
- 原子序数:44
- 瓦伦西亚: 2、3、4、6、8
- 熔点: 2607K
- 沸点: 4423 K
- 比热: 238焦耳
- 熔化焓: 24 Kj/mol
- 密度: 12370公斤/立方米
- 电负性: 2.2
- 声速: 293.15 K 时 5970 m/s
- 原子质量(克/摩尔): 101.07
- 共价半径 (Å): 126
- 晶体结构:六方晶系
- 蒸气压: 2523 K 时 1.4 Pa
- 电子排布: [Kr] 4d 7 5s 1
- 汽化焓: 505 kJ/mol
钌的产地
这个名字来自拉丁语Ruthenia,意思是俄罗斯。 1827 年,化学家 Gottfried Osann 和 Jons Berzelius 在分析用王水溶解铂样品后留下的残留物时差点发现了这种金属。戈特弗里德认为此时他发现了3种新金属,并将其中一种命名为钌。然而,1844 年,俄罗斯化学家卡尔·恩斯特·克劳斯 (Karl Ernst Claus) 意识到氧化铂中含有一种新金属,并提取了 6 克。
钌有什么用途?
合金与其他金属一起用于电触点和片式电阻器。此外,它在各种工艺中用作催化剂,并且可以将其以合金形式掺入钛中,以使其更耐腐蚀。其他应用程序还包括:
电子、化工行业
通过镀锌将钌片应用于金属电极。此外,氧化钌还用于配制氯气,用于生产乙酸和氨的催化剂。另一方面,这些化合物在太阳能电池中得到应用,以获得电能。氮化钌在锂电池和离子电池中充当电极。
用于金属门、电极层和镀锌部件的晶体管都是用这种金属制成的。此外,蒸汽具有铁磁特性,可用于在硬盘驱动器上形成薄层。最后,这种金属被用来制造钢笔。
药品
这种金属的 106 同位素的 Beta 解剖用于进行放射治疗,目的是检测眼部肿瘤和诊断葡萄膜癌。为了测定血液中降钙素的水平,这种金属非常适合诊断和治疗甲状腺疾病。此外,它对治疗寄生虫病也有效,其合金被用作牙科诊所的植入材料。
珠宝商
它通常用于镀覆银首饰,因为它是一种闪亮且极其坚硬的金属。目的是保护作品免受任何划痕或氧化,并赋予其自然形状。
钌在哪里发现?
它广泛存在于自然界和其他金属中,如安多铁矿和镍黄铁矿。有趣的是,它可以从未使用的核燃料中获得,但它的同位素中含有放射性。在这些情况下,它必须保存至少十年,才能安全使用。
简而言之,钌是自然界中相当稀有的过渡金属。它用于化学工业和医药;此外,它的一些化合物,如氧化物,具有挥发性和毒性。