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冷门金属钌,竟然是未来能源的关键!

发布日期:2025-10-12 05:14    点击次数:153

今天我想和大家聊聊钌,这种金属最近在受到了大家的广泛关注。在化学元素周期表中,钌属于铂族元素,这一组金属具有相似的化学和物理性质,并且通常在自然矿物中共同存在。钌是从铂矿石中提取的,乌拉尔山脉和南北美洲的山区有大量富含钌的矿藏。值得一提的是,纯钌是由俄罗斯科学家卡尔·恩斯特·克劳斯首次从乌拉尔矿石中提取的,他以自己的故乡俄罗斯命名了这一元素。

纯钌是一种光亮且重的金属,熔点相当高,达到2334°C。根据一些分裂的钌球显示,这种金属相当脆弱,几乎无法锻造。从化学角度来看,钌与其铂族金属非常相似,因此它对大多数化学物质的反应并不活跃。这一特性可以用来生长美丽的钌金属晶体。这些晶体是在真空和高温下,钌颗粒以气体形式运输时形成的。这些晶体没有氧化物涂层,因此看起来非常迷人。在四分之一光照下,高分辨率的宏观照片特别引人注目。

钌在常温下几乎不与空气氧化,因此只有在高温下才会发生微小变化。在用气体喷灯加热后,钌晶体开始覆盖一层多彩的二氧化钌,这层氧化物非常薄,因为它在空气中极为坚硬且耐腐蚀。钌金属常用于电气端子的表面涂层,以防止其氧化和磨损,从而确保可靠的连接。纯金属钌还被添加到铝镍超合金中,这些合金能够承受高温下的高压,常用于制造喷气发动机涡轮叶片。

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钌的化学惰性使其不与酸反应,甚至在沸腾的王水中也不会溶解。然而,这种贵金属在含有次氯酸钠和少量碱的漂白水溶液中容易氧化。加热时,金属滴慢慢溶解,溶液呈现棕色。这一反应生成了钠钌酸盐和钠钌酸盐,这些化合物在现代非常必要。如果用铋替代钠,就会得到铋钌酸盐,这是一种与二氧化钌一起用于制造厚薄型微型电阻器的化学物质,这些电阻器广泛应用于智能手机和微型电子设备。

当钌酸盐与次氯酸盐反应时,可以形成深色的钌二氧化物。钌的最高氧化物常用于有机合成,因为它能够氧化任何烃。我想你们已经注意到,钌在化合物形式下的应用比纯金属形式更为广泛。最近,钌的金属有机化合物受到了极大的关注。例如,钌在三联吡啶氯化钌中的氧化态为2。这种协调化合物因其光化学性质而受到科学家的广泛研究。首先,这种物质在紫外光下发光良好。此外,它还可以在紫外光照射下催化化学反应,例如将水氧化为氧,或在存在该钌化合物的情况下将水还原为氢。

发布于:湖南省

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