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外观
金属:银白色
概况
名称·符号·序数 铑(Rhodium)·Rh·45
元素类别 过渡金属
·周期· 9 ·5·d
标准原子质量 102.90550
电子排布

[] 4d8 5s1
2, 8, 18, 16, 1

铑的电子层(2, 8, 18, 16, 1)
历史
发现 威廉·海德·伍拉斯顿英语William Hyde Wollaston(1804年)
分离 威廉·海德·伍拉斯顿英语William Hyde Wollaston
物理性质
物态 固体
密度 (接近室温
12.41 g·cm−3
熔点时液体密度 10.7 g·cm−3
熔点 2237 K,1964 °C,3567 °F
沸点 3968 K,3695 °C,6683 °F
熔化热 26.59 kJ·mol−1
汽化热 494 kJ·mol−1
比热容 24.98 J·mol−1·K−1

蒸气压

压/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温/K 2288 2496 2749 3063 3405 3997
原子性质
氧化态 6, 5, 4, 3, 2, 1[1], -1
(两性)
电负性 2.28(鲍林标度)
电离能

第一:719.7 kJ·mol−1
第二:1740 kJ·mol−1

第三:2997 kJ·mol−1
原子半径 134 pm
共价半径 142±7 pm
杂项
晶体结构 面心立方晶格
磁序 顺磁性[2]
电阻率 (0 °C)43.3×10-9 Ω·m
热导率 150 W·m−1·K−1
膨胀系数 (25 °C)8.2 µm·m−1·K−1
声速(细棒) (20 °C)4700 m·s−1
杨氏模量 380 GPa
剪切模量 150 GPa
体积模量 275 GPa
泊松比 0.26
莫氏硬度 6.0
维氏硬度 1246 MPa
布氏硬度 1100 MPa
CAS号7440-16-6
最稳定同位素

主条目:铑的同位素

同位素 丰度 半衰期 (t1/2) 衰变
方式 能量MeV 产物
99Rh syn 16.1 d ε - 99Ru
γ 0.089, 0.353,
0.528
-
101mRh syn 4.34 d ε - 101Ru
IT 0.157 101Rh
γ 0.306, 0.545 -
101Rh syn 3.3 y ε - 101Ru
γ 0.127, 0.198,
0.325
-
102mRh syn 2.9 y ε - 102Ru
γ 0.475, 0.631,
0.697, 1.046
-
102Rh syn 207 d ε - 102Ru
β+ 0.826, 1.301 102Ru
β 1.151 102Pd
γ 0.475, 0.628 -
103Rh 100% 稳定,带58个中子
105Rh syn 35.36 h β 0.247, 0.260,
0.566
105Pd
γ 0.306, 0.318 -


(英语:Rhodium)(旧译)是化学元素化学符号Rh原子序45。其为一种稀有、坚硬、抗腐蚀、在化学上较为惰性英语Chemically inert的银白色过渡金属元素。铑是一种惰性金属,同时是铂系元素的一员,为最为稀有和贵重的贵金属之一。铑在自然界中只存在一种同位素103Rh。自然界中的铑通常以金属态的形式与性质相近的金属元素形成合金,偶以硫铱铂铑矿英语Bowieite硫铑铅矿英语Rhodplumsite等化合物形式存在。

铑常和其他铂系元素一起在铂矿石或镍矿石中被发现。它首先由英国化学家威廉·海德·伍拉斯顿英语William Hyde Wollaston于1803年发现,并以它的一种化合物的玫瑰色命名。

大约80%的生产出来的铑元素用于汽车的三向触媒转化器的触媒。由于其对腐蚀和大部分高反应性化学物质的抗性,同时又因其极为稀有,铑常与组成合金并应用于抗高温及腐蚀的涂层。白金上常基于外观上的考量而镀有薄层的铑;英币标准银英语sterling silver合金上镀的铑则是为了增进其抗污能力。铑也可作为硅氧聚合物交联催化剂,使带有氢负离子的硅氧聚合物和带有末端乙烯基的硅氧聚合物混合后发生固化[3]

铑可制成侦测核子反应堆中子流量英语Neutron detection的侦测器。其他铑元素的应用包括:用于生产药物前驱物的不对称氢化反应、以及醋酸和农药年年春的生产制程上。

性质[编辑]

铑是一种坚硬耐用的金属,具有很高的反射率,拥有比更高的熔点和更低的密度。多数的无法侵蚀铑,其不溶于硝酸而微溶于王水。即使处于加热状态,铑也难以形成氧化物[4],仅在熔点时吸收大气中的氧,然而一旦固化就又将氧释出[5]

化学性质[编辑]

铑的氧化态
+0 Rh4(CO)12
+1 RhCl(PH3)2
+2 Rh2(O2CCH3)4
+3 RhCl3, Rh2O3
+4 RhF4, RhO2
+5 RhF5, Sr3LiRhO6
+6 RhF6

铑隶属于9族元素,然而其最外层电子组态却有异于同族的其他元素。这个不规则的现象也可在邻近的(41)、(44)、(46)等元素身上观察到。

铑最常见的氧化态为+3,但0~+6的氧化态皆有被发现[6]

元素不同,铑并不与氧形成具挥发性的化合物。目前已知的稳定氧化物包括:Rh2O3RhO2RhO2·xH2ONa2RhO3Sr3LiRhO6以及Sr3NaRhO6[7]。铑几乎所有可能的氧化态都能和卤素形成化合物,例如:三氯化铑、四氟化铑、五氟化铑以及六氟化铑等,其中最广为人知的就是威尔金森催化剂,即氯化三(三苯基膦)合铑(I)。这种催化剂主要用于氢甲酰化反应以及烯烃氢化反应[8]

低价态的铑必须在存在配体的情况下才能稳定存在[9]

同位素[编辑]

自然界中铑以103Rh同位素的形式存在。较稳定的放射性同位素包括101Rh(半衰期3.3年)、102Rh(半衰期207天)、102mRh(半衰期2.9年)以及99Rh(半衰期16.1天)。目前已发现20多个放射性同位素,同位素质量从92.926u93Rh)至116.925u117Rh)。这些同位素的半衰期大部分都在一小时以内,除了100Rh(半衰期20.8小时)和105Rh(半衰期35.36小时)。[10]

发现[编辑]

1803年,继威廉·海德·伍拉斯顿发现钯之后,他从产自南美洲的粗铂矿提取出铑。他使用王水,NaOH,氯化铵等物质,将钯转化为玫瑰红色沉淀。

来源[编辑]

生产的副产品获得。

铑为矿中的的稀少成分,产量纯粹取决有多少铂矿开采出来,开采的铂矿越多,从中得到的铑杂质也越多。若市场需求大于供给铑的价格就会高涨,因只为增加铑供给而采更多的铂矿不符合经济效益。[11]

用途[编辑]

用作高科技仪器的防磨涂料催化剂铑铂合金用于生产热电偶。也用于镀在车前灯反射镜、电话中继器、钢笔尖、内燃机车辆触媒转换器白金首饰等。威尔金森催化剂是一种铑的配合物,可用于烯烃的氢化还原。

核反应中用含铑的探测仪测量中子流水平。

还可用于首饰和装饰品以及高级音响端口的镀层,一般会先镀一层再镀一层铑,因铑的惰性能达到防止氧化、抗磨损的效果。

参考文献[编辑]

  1. ^ Rhodium: rhodium(I) fluoride compound data. OpenMOPAC.net. [2007-12-10]. (原始内容存档于2009-08-06). 
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds 互联网档案馆存档,存档日期2011-03-03., in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. ^ Armin Fehn and Juergen Weidinger, Wacker Chemie AG, US patent US7129309B2
  4. ^ Cramer, Stephen D.; Covino, Jr., Bernard S. (编). ASM handbook. Materials Park, OH: ASM International. 1990: 393–396. ISBN 978-0-87170-707-9. 
  5. ^ Emsley, John. Nature's Building Blocks (Hardcover, First Edition). Oxford University Press. 2001: 363. ISBN 978-0-19-850340-8. 
  6. ^ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils. Lehrbuch der Anorganischen Chemie 91–100. Walter de Gruyter. 1985: 1056–1057. ISBN 978-3-11-007511-3. 
  7. ^ Reisner, B. A.; Stacy, A. M. Sr3ARhO6 (A = Li, Na): Crystallization of a Rhodium(V) Oxide from Molten Hydroxide. Journal of the American Chemical Society. 1998, 120 (37): 9682–9989. doi:10.1021/ja974231q. 
  8. ^ Osborn, J. A.; Jardine, F. H.; Young, J. F.; Wilkinson, G. The Preparation and Properties of Tris(triphenylphosphine)halogenorhodium(I) and Some Reactions Thereof Including Catalytic Homogeneous Hydrogenation of Olefins and Acetylenes and Their Derivatives. Journal of the Chemical Society A. 1966: 1711–1732. doi:10.1039/J19660001711. 
  9. ^ Griffith, W. P. The Rarer Platinum Metals, John Wiley and Sons: New York, 1976, p. 313.
  10. ^ Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik, The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties, Nuclear Physics A, 2003, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 
  11. ^ 看得到的化学,Theodore Gray著,大是文化 ISBN 978-986652667-1

外部链接[编辑]