钌：汽車中最昂貴的金屬

在德米特里·伊萬诺维奇·門捷列夫的元素周期表中有一個元素，同時也是珠寶珍寶和關鍵的工業材料。它的編號是45，名字叫钌。它的價格是黃金的數倍，是铂金的數倍，非常稀少，並具有獨特的催化特性，這些特性幫助使城市的空氣更清潔。今天，钌是世界上最受歡迎的金属之一，它的價值持續增長。

為什麼元素被稱為「钌」？

钌的名字來自希臘語中的「ῥόδον」（rhodon），意味著「玫瑰」。這個元素因為其一種早期化學化合物的特徵玫瑰紅色而得此名。開發者英國化學家威廉·沃拉斯頓對這種顏色的美麗感到驚嘆，並決定在金屬的名稱中永遠保持與花朵的這種柔美的聯繫。

為什麼钌有45的原子序數？

原子序數45表示钌原子核中含有45個質子。在元素周期表中，它位於第九組（按現代分類——9）或舊分類中的VIIIB組，第五周期。钌屬於「钌—鈦—銀」三合組，並屬於所謂的輕質金屬。

發現歷史：另一種來自铂礦的金属

钌的發現歷史與19世紀的偵探小說相似。1803年，英國醫生和自學化學家威廉·沃拉斯頓，已因發現鈦而聲名遠播，繼續研究從南美洲運來的天然鈦。他注意到在提取鈦後，溶液中留下了一種黑色紅色的物質，具有令人驚異的性質。

沃拉斯頓通過複雜的化學反應（在王水中的溶解，沉澱）提取了新物質，並恢復其狀態，得到了金屬钌的粉末。1804年，他正式在向皇家學會的報告中宣佈發現了新的金屬。沃拉斯頓最初只得到了幾克钌，長期以來一直是钌的唯一生產商。

钌的獨特性：光澤和堅韌性

外觀。 钌是一種銀白色閃爍的金屬，帶有強烈的藍灰色調。它具有很高的反光能力。

化學惰性。 它是最耐腐蝕的金屬之一。即使在600°C的加熱下，它也不會在空氣中氧化，也不會在酸中溶解，包括王水。钌難熔（熔點1963°C）並具有很高的機械強度。

催化劑。 钌的主要應用基於其獨特的催化化學反應的能力。它在中和氮氧化物方面特別有效，這使它在汽車催化劑中變得無可替代。

钌在自然界中的分布

钌是地球上最稀有的元素之一。它在地殼中的含量估計為0,0000001%。它不以單一礦物的形式存在，而是作為铂金和鎳礦的伴生成分被開採。钌的主要礦床位於南非共和國、俄羅斯（科拉半島和諾里尔斯克區）、加拿大和津巴布韋。钌的平均價格為每公斤50萬至70萬美元，使其成為世界上最昂貴的金属之一。

钌在工業上的應用

汽車催化劑。 大約80%的钌被用於此。在三元催化中，钌扮演著關鍵的角色：它將有毒的氮氧化物（NOx）轉化為安全的氮和氧。

化學工業。 钌被用作催化劑在甲醇碳化反應中製造醋酸。它也用於製取硝酸和有機化合物的氫化。

玻璃工業和光學。 鈦-钌合金用於製造高質量光學玻璃和玻璃纖維的容器，因為它們對熔融玻璃具有抗性，並不會使其著色。钌塗層在探照燈和鏡子上的亮度無與倫比，並且耐用。

珠寶業。 钌塗層是將白金或銀珠寶品覆蓋在薄薄的一層钌上。這給珠寶增添了令人難以置信的光澤，保護它們不受刮擦，並防止其變暗。約5-10%的钌用於珠寶業。

電子產業。 钌用於覆蓋精確測量儀器的電氣接觸和接插件，因為它對腐蝕和氧化膜的形成具有抗性。塗層厚度通常為0,5–1微米。

钌的未來：需求增長和尋找替代品

钌的未來與全球環境標準直接相關。隨著向電動汽車的過渡，钌作為發動機催化劑的成分的作用可能會降低。一些生產商正在尋找用更便宜的金属（如鈦）代替钌的方法。然而，發展中國家日益增長的環境要求維持了需求。積極開發從舊催化劑中回收钌的技術。钌在玻璃和化學工業中仍然無可替代。