（rhodium）是鉑系元素之一，元素符號為Rh，原子序數為45，位于元素周期第五周期VⅢ族。銠是銀白色金屬，質硬且有延性，常溫時耐酸和耐其它腐蝕劑的侵蝕。常鍍在探照燈等的反射鏡上，也用來制熱電偶和鉑銠合金等。熔點為1966℃；沸點為3727±100℃，密度為12.43g/cm3。其不溶于水、酸和王水，但可溶于硫酸及熔融硫酸氫鉀。銠在加熱的條件下，可與氟[fú]、氯發生反應，和氯化鈉在潮濕null下可形成氯銠酸鈉，濃硫酸、濃氫溴酸和濃次氯酸鈉在100℃下對其會產生緩慢的腐蝕。
銠在自然界只有一種穩定同位素103Rh，其同位素105Rh 可用于治療骨痛，它的β粒子（半衰期約為35小時）可用于靶向放射治療，伽馬射線可以在放射治療期間進行體內跟蹤；銠有氧化態-1～+6的化合物，以+1和+3氧化態的化合物最常見。主要從礦物中獲得。
銠主要以銠催化劑、銠合金、銠鍍層、銠化合物等形式應用于化學、石油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車等領域，其中以銠為主要活性組分制成的貴金屬催化劑，對加氫、氧化、加氫醛化及氫化甲?；磻?/a>顯示出優良活性；其常用于特殊工業用鏡、探照燈、雷達等反射面以及飾品和其他工業儀器、氣敏元件的鍍層；在銠中添加鐵等元素組成貴金屬材料，可制作鐵銠溫度計，同時銠鐵合金也可制成膜式電阻器感溫元件；銠化合物是重要的貴金屬材料，硫酸銠廣泛用于在電子元件、儀表、首飾、?反光鏡等電鍍硬度大、耐腐蝕性好且光亮的銠鍍層。
相關歷史
在發現元素鈀之后不久，英國化學家威廉?海德?沃拉斯頓(W.H.Wol-laston) ?于1804年從南美出產的天然鉑礦中首次發現銠。他用王水（鹽酸和硝酸的混合物）溶解鉑礦石的過程中，得到一種鮮艷的玫瑰紅色的金屬，然后把這種結晶放在氫氣流中還原，得到一種金屬粉末。他借用希臘文玫瑰花之意，命名這種新元素為銠。
1920年代初，銠開始被應用在電鍍行業。 20世紀30年代中期，裝飾藝術風格的打火機、書寫工具和其他時尚配飾上的鍍銠飾面變得非常流行。同一時期，反射器、高可靠電接觸元件也采用銠鍍層技術。?特別是在第二次世界大戰期間，由于無線電通訊及雷達的迅猛發展，致使電鍍用銠劇增，水溶液鍍銠也日趨成熟。1976年，沃爾沃推出的三元催化轉化器又增加了需求。
1980年以后，西方國家每年從廢料中再生回收并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。1992年西方國家共消費銠10.2t。其中汽車廢氣凈化催化劑用量達86%。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。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。
分布與來源
分布
銠在地殼中含量為1×10-7%，在自然界中，銠多呈游離狀態存在，常與其它鉑系元素一起存在于各種礦石中，例如原鉑礦、磁鐵礦等，以及存在于鉑系元素的自然合金中。
世界上約有60個國家發現含鉑族金屬的地區和礦產資源，但擁有探明鉑族金屬儲量的國家和地區不足20個。根據已探明的資源，全球鉑族金屬主要分布在南非、俄羅斯、美國、加拿大等國。其中南非和俄羅斯是全球鉑族金屬儲量最豐富的國家。2017年，南非鉑族金屬儲量6.3萬噸，而全球總儲量只有6.9萬噸。
中國鉑族金屬資源比較稀缺，鉑族金屬礦床在甘肅省、云南省、四川省、和黑龍江省的儲量較多，這四省的儲量占全中國儲量的94.6%。其他省區如河北省、青海省、新疆、北京市、內蒙古自治區也有一些小礦點，但儲量很少。
來源
工業生產中，銠可先用王水處理鉑礦殘渣，再經熔煉加工精制而得。由于銠價格昂貴，含銠廢渣是回收銠的重要來源。也可以從用過的核燃料里頭回收銠。
理化性質
物理性質
銠是銀白色金屬，分子量為102.9055 g/摩爾。其煙霧是一種紅灰色至黑色的塵埃狀粉末。銠金屬較軟而有延展性；其不溶于水、酸和王水，溶于硫酸及熔融硫酸氫鉀。比重為12.43，熔點為1966℃；沸點為3727±100℃；熔化熱為2.17×104J/mol；氣化熱5.32×105J/mol。其第一、二、?三級電離勢分別為7.46、18.07、31.05V。有α、β型兩種同素異形體，均為立方面心晶格，常溫下兩者共存，高于1000°C時僅有β型存在。金屬原子半徑為1.34 ?×10-10m，電阻率為4.51μΩ/cm。
化學性質
與空氣反應
銠在空氣中幾乎不會被腐蝕，在空氣中把銠加熱到600℃時，會生成三氧化二銠（III)（Rh2O3）。銠的氧化物失重約與鉑的氧化物一樣慢，這個速度比銥[yī]和釕失去其氧化物的速度慢得多。
與酸作用
金屬銠幾乎不與包括王水在內的酸發生反應，但硫酸、濃氫溴酸和濃次氯酸鈉在該溫度下對銠會產生緩慢的腐蝕。更高的濃硫酸和熔融硫酸氫鹽對銠的腐蝕較快。
與堿作用
熔融堿式硝酸鹽在350℃下對銠的腐蝕是中等的(稍高于鈀)，而堿金屬過氧化物對銠的腐蝕則嚴重得多。500℃的熔融氰化物（1份氰化鉀、2份氰化鈉）對銠的腐蝕比對其它稀貴金屬更厲害。
當微量的金屬銠與二倍量的干燥氯化鈉緊密混和后，在潮濕的氯氣流下灼燒時，即有六氯銠酸鈉形成。
與鹵素單質反應
在加熱的條件下，銠與氟、氯發生反應：
與金屬作用
銠與許多熔融金屬如金、銀、汞、鈉和鉀不起作用。銠能被鉛和鉍迅速溶解。
同位素
銠在自然界只有一種穩定同位素103Rh，其同位素105Rh 可用于治療骨痛，它的β粒子（半衰期約為35小時）可用于靶向放射治療，伽馬射線可以在放射治療期間進行體內跟蹤；眼部近距離放射治療可使用125Rh（半衰期約為 59 天）或106Rh（半衰期約為 30秒）。銠的同位素具體情況如下：
化合物
氧化物
銠有三種氧化物：RhO?、Rh?O??、RhO?。其中Rh?O?為灰色固體或黃色粉末，RhO?為褐色四方晶體。
Rh(III)的溶液和堿作用可得到Rh?O?·5H?O沉淀；當氯通至熱銠鹽的堿性溶液時，則有水合Rh?O?沉淀生成；Rh(Ⅱ)的銠溶液用碳酸氫鈉中和后，會有黃色水合三價銠的氧化物形成。測定銠時通常將水合二氧化銠在空氣中灼燒至無水二氧化物后，再用氫加熱還原即可。當碳酸氫鈉加至四氯化銠或其它四價銠鹽類的沸溶液中，直至達pH值為6，則有粗糙而容易過濾的橄欖綠色水合RhO2沉淀生成。
氫氧化物
當氫氧化鉀加至三氯化銠溶液中時，在開始時無沉淀發生，但加入少量的乙醇后，則又有淡棕黑色Rh(OH)?沉淀析出。Rh(OH)?能溶于鹽酸中。
銠的鹵化物
氟與金屬銠的反應可用來制備RhF6。它是稀貴金屬中最不穩定的六氟化物，甚至能侵蝕玻璃。RhF5與[RuF?]?是同晶形的，而且也是四聚體。在一定壓力下于400℃時F?與RhF?作用生成RhF5。BrF?與RhCl?或RhBr?的反應用來制備RhF?。此反應首先生成的產物是RhF4·2BrF?，然后加熱即得RhF4。RhF4與水的反應很激烈。將RhCl?或RhI?在500?~600℃時直接氟化可以得到RhF?。RhF?的性質很穩定，不能與水、酸或堿起反應。RhF?·6H?O和RhF?·9H?O可從含有氫氟酸的Rh(Ⅱ)溶液中離析出來。它們能溶于水并生成黃色的溶液，表明有水合離子[Rh(H?O)6]3+存在。
氯與金屬銠在300℃時作用生成RhCl?，紅色的晶體在900℃時升華。RhCl?的結構等同AlCl?的結構，它不溶于水中。在干燥的氯化氫氣流中加熱RhCl?·3H?O至180℃時得到無水的RhCl?。三水合RhCl?·3H?O為栗色并有潮解性的結晶?？扇苡谒?a href="/hebeideji/7173963297799290913.html">乙醇，不溶于乙醚。溫度高于100℃時，開始分解為三氟化二銠和氯化氫。
三氯化銠(I)的稀鹽酸溶液在煮沸時遇硫化氫后，銠可定量地沉淀出來，但硫酸銠(III)的硫酸溶液在同樣的情況下，銠并不完全沉淀析出；二氯化鈦溶液可還原銠鹽為金屬銠；銠和鉑的氯化物和氯化鈉作用后，即有復鹽形成，但氯鉑酸鈉溶解于乙醇中，而氯銠酸鈉不溶于乙醇，故兩者可以分開。
直接加熱單質溴和銠即可制得RhBr?。同RhCl3一樣，RhBr?也不溶于水。海綿狀金屬銠和HBr、Br?作用后生成RhBr?·2H?O。
絡合物
氧化數1～+6的銠螯合肥都有報道。Rh(II)氯配位化合物H3RhCl5和?Na3RhCl6最常見，前者由RhCl3·nH?O溶于水并加HCl煮沸而制得；后者由銠粉與NaCl混合，在900℃氟化而制得。H3RhCl5只存在于水溶液中，溶液為紅色。Na?RhCl?為玫瑰紅固體，易溶于水，溶液為紅葡萄酒色。紅色溶液放置時發生溶劑水分子取代CI-反應，溶液逐漸變為棕色。
其他化合物
四水合硫酸銠Rh?(SO?)?·4H?O或六Rh?(SO?)?·6H?O?為紅褐色玻璃狀物質，吸濕性極強。在208℃時分解變為。 一般認為由于Rh?(SO?)?含有硫酸鹽，所以在其水溶液中加入鹽水溶液，也不生成沉淀。十五水合Rh?(SO?)?·15H?O或十四水合物Rh? (SO?)?·14H?O為淡黃色的粉末，可溶于水，它們系水配合物，所以用鋇鹽水溶液可使其水溶液中所有的離子都沉淀出來。
將RhCl??·3H?O溶于水中，然后加入（72%）制得六水合的Rh(ClO?)3。高氯酸銠為淡黃色的針狀結晶。潮解性極強，可溶于水中。銠能與S、Se、Te反應生成相應的化合物，如RhS?、RhSe?、Rh?Te?、RhTe。RhP?具有CoAs?的結構。
應用
銠主要以銠催化劑、銠合金、銠鍍層、銠化合物等形式應用于化學、石油、玻璃、電氣、牙科、飾品、汽車以及電鍍和熱電偶等領域。
化工領域
以銠為主要活性組分制成的貴金屬催化劑。對加氫、氧化、加氫醛化及羰基化反應顯示出優良活性。銠催化劑的最大應用在汽車排氣凈化。汽車排氣凈化用三元催化劑中銠含量雖然很低，但它對NOx的還原起著關鍵作用，成為三元催化劑中必不可少的活性組分。生產硝酸鹽肥料時，用含銠10%的鉑銠合金作催化劑，使氨氧化成硝酸。
銠催化劑在食用醋酸介質中活性相當高。例如，在醋酸中室溫、常壓下可以將芳環、雜環化合物還原，對碳碳雙鍵的還原能力比鉑和鈀低。但選擇性要好得多。銠催化劑是一種優良的氫解催化劑，具有很高的催化活性。此外還可以用銠制備多種均相催化劑。
銠化合物作為均相催化劑用于石油化工和一碳化學是銠催化劑的另一重要應用。20世紀60年代末，出現了以銠基配位化合物為催化劑的甲醇低壓羰基化制醋酸法，大大緩和了過程條件，并且有很高的選擇性和醋酸產出率。銠基絡合物的出現，進一步促進了均相絡合催化的發展。作為催化劑的銠基絡合物主要是由基銠和三苯基膦、三苯氧基膦或三丁基膦形成的復合絡合物。此外，氯化銠及其他一些銠化合物均可作催化劑使用。某些銠催化劑的均相絡合催化應用實例如下：
電子元件
銠鍍液最常用的是硫酸銠和磷酸銠。裝飾性電鍍用磷酸銠鍍液，可得到色澤較白的鍍層，比如用于防止銀的變色。功能性電鍍用的硫酸銠鍍液?？傻玫降?a href="/hebeideji/7300907754531618856.html">應力的厚層銠。主要是通過向硫酸銠鍍液中加入添加劑，以降低鍍層的應力，比如用于電接點，反射鏡等方面。
銠鍍液是強酸型的，鍍件為鐵基合金、錫基合金、?鋁等材料時，鍍件入鍍槽后會發生嚴重浸蝕，不但影響鍍件質量也污染鍍液。因此要求上述材料的鍍件鍍銠前必須預鍍銅、銀、、金、鈀等。預鍍層的選擇取決于鍍件的應用，如高頻電路中使用的元件用銀作底層，舌簧開關的簧片用金作底層，暴露于高溫的鍍件用鎳作底層。
在銠中添加鐵等元素組成貴金屬材料。具有實用價值的是含0.5%Fe（原子分數）的固溶體銠合金，有時也稱稀銠鐵合金，在 27K以下有很大的電阻率，電阻率隨溫度單調地減小，呈準線性變化，有很大的正電阻溫度系數，是“自旋玻璃態”合金。和其他低溫測溫材料比，綜合性能好。直徑0.05mm合金絲用于制作在低溫強磁場下使用的電阻溫度計的線繞感溫元件。具有測溫靈敏度高（1%~ 12%/K)?、?精度高（±?2mK）、穩定性好（年變化≤0.3mK）、受磁場影響小、分度較簡單等優點。溫度計可用于低溫物理（如測量物質的比熱）、冷凍工程、宇航器、超導等領域的精確測溫；國際計量委員會（CIPM）通過的《1990年國際溫標(ITS-90)》，規定銠鐵電阻溫度計為次級溫度計，作為0.5～27K之間溫標的傳遞標準。銠鐵合金也可制成膜式電阻感溫元件。
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，也可使用鉑銠合金作為生產玻璃纖維的噴嘴以及用作高溫發熱元件。純銠還可用于制造印刷電路、電觸頭和具有極低接觸的電接觸器。
首飾領域
用電解方法在基體材料表面制備的以銠為主體的貴金屬鍍層。它具有光亮、近似銀的白色，硬度高，耐磨損，不發暗，抗電弧，低而穩定的接觸電阻等特性。早在20世紀30年代初就作為白色光亮的裝飾性鍍層在首飾業得到應用。
其他
可做耐腐蝕容器，大氣中可在1850℃高溫下使用，純銠堝可用于生產和單晶?。以及用于感光乳膠中提高襯度。
制備
從礦物制得
銠的制備方法系將鉑精礦溶解后的殘渣，以硫酸氫鈉熔融，再用水浸出，然后將含有銠的溶液加亞硝酸鈉沉淀、灼燒而獲得海綿狀銠。為了提純，可再用鹽酸處理，洗滌后在氫氣中加熱到900℃進行還原。此法得到的金屬銠純度可達99.85～99.92%。
氨化法
五氨化法
銠精煉的五氨化法是基于下列反應：
生成的二氯化五氨一氯合銠沉淀，濾出后用氯化鈉溶液洗滌，然后溶于氫氧化鈉溶液中，銥因生成Ir(OH)?不溶解，仍留在殘渣中。銠溶液用鹽酸酸化并用硝酸處理，使銠轉變為成二硝基化五氨一氯合銠{[Rh(NH3)5Cl](NO3)2}溶液。將此溶液濃縮趕硝轉變為銠氯配位化合物后，再重復上述過程直到制得純二氯化五氨一氯合銠，煅燒后用稀王水煮沸溶去其中一些可溶雜質，再在氫氣流中還原。銠的純度可達99％～99.9％。
三氨化法
三氨化法是利用三亞硝基化合物三氨合銠沉淀在用鹽酸處理時，能轉化為三氯三氨配銠沉淀而設計的。其過程的主要反應為：
這時三亞硝基三氨合銠轉變為鮮黃色的三氯三氨合銠：
冷卻后過濾、洗滌、干燥、煅燒。煅燒后的銠用稀王水處理，以除去可溶雜質，然后再進行氫還原得銠粉。氨化法提純銠不僅過程冗長，回收率不高，而且銥難以除去，銠的純度很難達到99.9％。
銠的萃取
若物料含銠品位較低，可先應用鹽酸浸出、硝酸浸出、控制電位氯化等方法除去賤金屬雜質；若物料可溶于王水，應用王水溶解趕硝后送離子交換；若物料不溶于王水，可應用中溫氯化的方法溶解，將經中溫氯化制得的Na3RhCl6干鹽用HCl溶液浸溶，控制銠濃度，過濾，濾渣再做第2次中溫氯化，氯化液用氫氧化鈉溶液調整pH值，水解除鉑及Na+，水解渣用HCl溶液溶解，溶解液濃縮后送離子交換除賤金屬，水解母液用水合還原回收鉑。對于低品位不溶于王水的物料可應用鎳熔煉的方法富集后再用王水或HCl+Cl2溶解造液。
生產情況
從1900年到2011年，全世界生產了大約14200公噸鉑族金屬，其中大約95%（13500 公噸）在1960年到 2011年間生產。按國家劃分的生產細目顯示，自1900-2017年間，鉑族金屬的生產大約90%（13500 公噸）來自南非和俄羅斯。其中銠的再生產主要是通過從報廢車輛、珠寶和電子設備中回收得來的。回收的鉑、鈀和銠占世界總供應量的很大一部分。2017年，南非鉑族金屬儲量6.3萬噸，而全球總儲量只有6.9萬噸。，其中，精煉銠占世界銠總量的63%。
安全事宜
安全標志
GHS 危險聲明：H228 (81.82%)，危險易燃固體。
危害
急救措施
消防
如果發生火災，不能使用水、泡沫或二氧化碳滅火劑。用水撲滅金屬火會產生氫氣，會引起爆炸，特別是在密閉環境（即建筑物、貨艙等）中著火時?？墒褂酶缮?、石墨粉、干燥氯化鈉滅火器或D類滅火器（主要是粉裝石墨滅火器和滅金屬火災專用干粉滅火器）。
參考資料 >
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