钌是一种稀有的铂族贵金属,具有高熔点、耐腐蚀性和良好的催化性。
钌(Ruthenium),元素符号为Ru,原子序数为44,相对原子质量约为101.07,它是一种银白色金属,具有光泽,属于铂族金属之一,钌的密度为12.45g/cm³,熔点高达2334℃,沸点更是达到了4150℃,这些物理性质使钌成为一种非常坚硬且耐腐蚀的金属。
从化学性质来看,钌的外围电子构型为4d⁷5s¹,这使得它具有多种氧化态,包括2、0、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7和+8,这种多样的氧化态使得钌在化学反应中表现出极大的灵活性,钌可以与空气、卤素反应,但与无机酸不发生作用,却能与熔融碱发生反应。
钌的发现历史颇为有趣,1828年,俄罗斯人在乌拉尔发现了铂的矿藏,塔尔图大学化学教授奥桑首先研究了铂矿石,并认为其中除了铂外,还有三个新元素,奥桑将他分离出的新元素样品寄给了贝齐里乌斯,但后者只确认了pluranium是新金属元素,其余则被认为是硅石等混合物,直到1844年,喀山大学化学教授克劳斯重新研究了奥桑的分析工作,最终确认了铂矿残渣中存在一种新金属,并将其命名为钌。
钌的主要应用领域包括:
1、电子工业:钌因其优良的导电性和抗高温耐腐蚀性能,被广泛用于电子工业中,它能够增加硬盘的记录容量,是制造电触点和电极的理想材料。
2、化学工业:在化学工业中,钌常用作催化剂,特别是在氯碱工业和生产人造纤维的过程中,其催化活性高,能有效促进化学反应。
3、医疗领域:近年来,非铂类金属抗癌药物的研究取得了显著进展,钌的配合物由于低毒性、易吸收且可快速排泄的特点,被认为是最有前途的抗癌药物之一。
4、其他高科技领域:钌还被用于制造耐磨电极、厚膜电阻以及高频感应加热炉中的坩埚等,钌铑合金也常用于制造催化剂。
钌的稀有性和广泛应用使其价格昂贵,全球每年仅开采约2025吨铑,而南非和俄罗斯是其主要产地,由于地壳中含量极少,且没有纯铑矿,铑主要作为其他金属矿石的副产品被提取出来。
钌是一种极其稀有且具有重要工业价值的贵金属,其独特的物理化学性质使其在多个高科技领域中发挥着不可替代的作用,随着科技的发展和环保要求的提高,未来对钌的需求预计将进一步增长,这也将继续推高其市场价格。