基本介紹
- 中文名：銠
- 外文名：rhodium
- CAS登錄號：7440-16-6
- EINECS登錄號：233-397-6
- 熔點：1966 ℃
- 沸點：3727 ℃
- 水溶性：不溶
- 密度：12.41 g/cm
- 外觀：銀白色金屬
- 套用：製造合金、鍍膜
- 安全性描述：S16；S17；S22；S24/25；S26；S36/37/38；S45
- 危險性符號：F；Xi
- 危險性描述：R11
- UN危險貨物編號：3089
- 發現時間：1803年
- 發現者：武拉斯頓
- 熱膨脹：8.2µm/(m·K) (at 25°C)
- 導熱性：150W/(m·K)
- 電阻率：43.3nΩ·m (at 0°C)
- 磁序：順磁性
- 拉伸模量：380GPa
- 剪下模量：150GPa
- 莫氏硬度：6.0
- 相對原子質量：102.91
- 原子序數：45
- 周期：第五周期
- 族：VIII族
- 區：d區
- 電子排布：[Kr] 4d 5s
- 電負性：2.28（鮑林標度）
- 元素類別：過渡金屬元素
- 原子半徑：134pm
研究簡史,元素性質,同位素,理化性質,套用,資源分布,
研究簡史
銠是在1803年由William Wollaston發現的。他和Smithson Tennant在一個商業投資中合作，多半是為了生產出純鉑來出售。這個程式的第一步是溶解普通的鉑在王水（硝酸+鹽酸）中。不是所有的都溶入了溶液中，它留下了黑色的殘渣（Tennant研究了這些殘渣，最終他從中提取出了鋨和銥）。Wollaston全神貫注在這個溶解的鉑溶液，其也包含鈀。他用沉澱法移除了這些金屬，然後留下了一種漂亮的紅色溶液，他從中獲得了玫瑰紅晶體。這些就是氯銠酸鈉Na3RhCl6。他最終從中生產出了這種金屬自身的樣本。世界銠產量約為鉑的2.8%，幾乎全由南非、俄羅斯和加拿大三國生產。金屬銠以海綿狀、粉狀或緻密塊狀出售。1990～1993年三國平均年生產的銠分別為7512kg，3227kg（僅指出售給西方國家部分），552kg。1980年以後，西方國家每年從廢料中再生回收並進入市場的銠不斷增加，僅從廢汽車催化劑中回收的銠1989年就達2.5t。主要以銠催化劑、銠合金、銠鍍層、銠化合物套用於化學、石油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車等領域。1992年西方國家共消費銠10.2t，其中汽車廢氣淨化催化劑用量達86%。
一根銠絲
元素性質
元素類別：過渡金屬元素
原子序數：45
原子量：102.905
核電荷：45
電子排布：[Kr] 4d 5s
位置：第五周期VIII族
電負性：2.28
同位素
自然界中銠以Rh同位素的形式存在。較穩定的放射性同位素包括Rh（半衰期3.3年）、Rh（半衰期207天）、Rh（半衰期2.9年）以及Rh（半衰期16.1天）。目前已發現20多個放射性同位素，同位素質量從92.926u（Rh）至116.925u（Rh）。這些同位素的半衰期大部分都在一小時以內，除了Rh（半衰期20.8小時）和Rh（半衰期35.36小時）。
理化性質
銠是一種稀少的貴金屬。為銀白色金屬，硬度4~4.5，相對密度12.41。熔點高為1966℃。 化學性質穩主要化合價為+2、+4和+6。第一電離能7.46eV。在中等的溫度下，它也能抵抗大多數普通酸（包括王水在內）。在200-600℃可與熱濃硫酸、熱氫溴酸、次氯酸鈉和游離鹵素起化學反應。不與許多熔融金屬，如金、銀、鈉和鉀以及熔融的鹼起反應。鉑族金屬熔點高、強度大、電熱性穩定、抗電火花蝕耗性高、抗腐蝕性優良、高溫抗氧化性能強、催化活性良好，廣泛套用於汽車尾氣淨化、化工、航空航天、玻纖、電子和電氣工業等領域，用量雖少，但起著關鍵作用，素有“工業維生素”之稱。
套用
除了製造合金外，銠可用作其他金屬的光亮而堅硬的鍍膜，例如，鍍在銀器或照相機零件上。將銠蒸發至玻璃表面上，形成一層薄蠟，便造成一種特別優良的反射鏡面。
(1)催化活性和選擇性高，壽命長。銠及其合金、含銠化合物、絡合物催化劑可用於制醛類和醋酸，汽車廢氣淨化，硝酸生產的氨氧化，塑膠、人造纖維、藥物、農藥等有機化工合成，燃料電池電極。
(2)對可見光反射率高而穩定。常用於特殊工業用鏡、探照燈、雷達等反射面的鍍層。
(3)熔點高，抗氧化，耐腐蝕，是化學性質最穩定的金屬之一。可做耐腐蝕容器，大氣中可在1850℃高溫下使用，純銠坩堝可用於生產鎢酸鈣和鈮酸鋰單晶。
(4)銠鍍層硬度高（7500～9000MPa），耐磨，耐腐蝕，接觸電阻穩定。鍍銠複合材料是優良的電接觸材料，銠還可用於飾品和其他工業儀器、氣敏元件的鍍層。
(5)改性作用。銠可與鉑、鈀等金屬形成固溶體，對基體起固溶強化作用，提高基體的熔點、再結晶溫度和抗腐蝕性，減少氧化揮發損失，其中鉑銠合金是優良的貴金屬測溫材料；銠與鈦、鋯、鉿、鉭、鈮等金屬形成的化合物對含銠合金起彌散強化作用，增加熱穩定性；銥中加銠可改善銥的加工性能。
(6)加工硬化率高，熱加工成一定尺寸後可以冷加工。
(7)價格昂貴，除特殊使用外，通常只作為添加元素使用。
資源分布
銠存在於鉑礦中，在精煉過程中可以集取而製得。
中國鉑金屬資源比較稀缺，鉑金屬礦床分布在10個省、自治區，甘肅、雲南、四川和黑龍江的儲量較多，這四省的儲量占全國儲量的94.6%。其他省區如河北、青海、新疆、北京、內蒙古也有一些小礦點，但儲量甚少。從1996年中國鉑礦、鈀礦與鉑鈀（未分）礦保有儲量看，中國的鉑礦和鈀礦主要分布在甘肅，分別占全國鉑礦與鈀礦的90.7%與91.3%，其次是河北，分別為5.8%和2.3%。其他省區只占極少份額。鉑鈀（未分）礦主要在雲南，占全國的66.8%；其次是四川，占全國的25.5%。
銠粉
其他幾種鉑族金屬的分布也主要在甘肅、雲南和黑龍江。甘肅省的銠、銥、鋨、釕儲量分別占其全國儲量的59.3%、64.4%、74.0%、84.9%；雲南分別占39.4%、29.4%、9.8%、13.2%。這兩個省的相應數據相加，除了鋨都占到全國儲量的95%以上；只是雲南的鋨儲量（占9.8%）稍遜於黑龍江（占15.2%）。中國鉑族金屬資源有以下特點：
（1）資源分布集中。中國的鉑族金屬資源95%以上分布於甘肅、雲南、四川、黑龍江和河北5省，其中僅甘肅省就占全國儲量的57.5%。這幾個省的儲量集中於甘肅金川、雲南金寶山和四川楊柳坪三個大型礦床。
（2）礦石品位低，鉑族元素以鉑、鈀為主，且鉑大於鈀。全國鉑族金屬礦的平均品位為0.796g/t，Pt品位0.341g/t，Pd品位0.386g/t，Os+Ir品位0.041g/t，Rh+Ru品位0.028g/t。以鉑族金屬為主的礦床，品位為1.468g/t，富礦品位2.33g/t；與銅鎳共生的鉑族金屬品位0.768g/t，銅鎳礦中伴生的鉑族金屬品位0.436g/t。國外幾個大型鉑礦床的平均品位為：南非布希維爾德雜岩3.1-17.1g/t，麥倫斯基層30～60g/t，俄羅斯諾里爾斯克6～350g/t，加拿大薩德伯里3.34g/t，美國斯蒂爾沃特147g/t。相比之下，中國鉑族金屬礦的品位是十分低的。
（3）礦床類型多樣，但大部分儲量集中於共生或伴生礦。中國鉑族金屬礦床類型有岩漿熔離型、熱液再造型和砂鉑礦，還有一些含在黑色岩系、熱液或夕卡岩型多金屬礦床及斑岩銅鉬礦中。按全國礦產儲量委員會（1985）確定的鉑族金屬參考工業指標，原生礦的邊界品位為0.3～0.5g/t，工業品位為0.5g/t。可將中國鉑族金屬礦床分為單一礦、共生礦和伴生礦三類，根據1996年的統計資料，93.4%的鉑族金屬（探明儲量）與銅鎳硫化物、多金屬共生或伴生。
