编辑“︁钌”︁

{{Elementbox
|name=钌
|enname=Ruthenium
|number=44
|symbol=Ru
|left=[[锝|鎝]] 
|right=[[铑]] 
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|below=[[锇]] 
|series=過渡金屬
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|appearance =銀白色金屬
|atomic mass= 101.07(2){{CIAAW2021}}
|electron configuration= &#91;[[氪|Kr]]&#93; 4d<sup>7</sup> 5s<sup>1</sup> 
|electrons per shell= 2, 8, 18, 15, 1
|density gpcm3nrt= 12.364<ref name="Arblaster 2018">{{cite book |last=Arblaster |first= John W. |title=Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements |publisher=ASM International |publication-place=Materials Park, Ohio |date=2018 |isbn=978-1-62708-155-9}}</ref>
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|crystal structure= 六方密堆积
|oxidation states= −4<ref>{{cite journal | last=Köhler | first=Jürgen | last2=Whangbo | first2=Myung-Hwan | title=Late transition metal anions acting as p-metal elements | journal=Solid State Sciences | volume=10 | issue=4 | date=2008 | doi=10.1016/j.solidstatesciences.2007.12.001 | pages=444–449 }}</ref>、−2<ref>{{cite book | last=Werner | first=Helmut | title=Landmarks in Organo-Transition Metal Chemistry | publisher=Springer Science & Business Media | publication-place=New York | date=2008-12-16 | isbn=978-0-387-09848-7 | page=98 | url=https://books.google.com.my/books?id=dP4LTfaPzAMC&pg=PA98&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false | access-date=2024-07-28 | archive-date=2024-07-29 | archive-url=https://web.archive.org/web/20240729145522/https://books.google.com.my/books?id=dP4LTfaPzAMC&pg=PA98&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false | dead-url=no }}</ref>、0、+1{{cn}}、+2、'''+3'''、'''+4'''、+5、+6、+7、+8
|oxidation states comment=弱酸性氧化物
|electronegativity= 2.2
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|3rd ionization energy= 2747
|atomic radius= 134
|covalent radius= 146±7
|magnetic ordering= [[順磁性]]<ref>[http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110303222309/http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf |date=2011-03-03 }}, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press. </ref>
|electrical resistivity at 0= 7.1×10<sup>-8</sup>
|thermal conductivity= 117
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|speed of sound rod at 20= 5970
|Young's modulus= 447
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|isotopes={{infobox ruthenium isotopes}}
|naming=after {{lang|la|[[Ruthenia]]}} (Latin for: medieval [[Kievan Rus'|Kyivska Rus']] region)
|discovered by=[[Karl Ernst Claus]]
|first isolation by=[[Karl Ernst Claus]]
|discovery date=1844
}}
{{Expand English|Ruthenium}}
'''{{zy|釕|liǎo|ㄌㄧㄠˇ|liu5}}'''（{{langx|en|Ruthenium}}），是一種[[化學元素]]，其[[化學符號]]为'''{{化學式|釕}}'''，[[原子序數]]为44，[[原子量]]為{{val|101.07|u=[[原子质量单位|u]]}}，是在[[元素週期表]]中[[鉑族]]的稀有[[過渡金屬]]。釕與鉑族的其他金屬一樣，對大多數其他化學物質都是惰性的。1844年，俄籍的波羅的海德意志科學家{{link-en|卡爾·恩斯特·克勞斯|Karl Ernst Claus}}（Karl Ernst Claus）在[[喀山联邦大学|喀山大學]]發現了該元素，隨後以[[鲁塞尼亚]]（Ruthenia）做為此元素的拉丁名稱，以此纪念这个被发现于俄罗斯的元素。一般而言，釕是在[[鉑]]礦石的次要成分中被發現，年產量從2009年的約19噸<ref name="JMM">{{Cite web|title=Platinum 2009 - PMM|url=http://www.platinum.matthey.com/services/market-research/market-review-archive/platinum-2009|access-date=2021-10-04|work=www.platinum.matthey.com|archive-date=2021-04-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20210427171654/http://www.platinum.matthey.com/services/market-research/market-review-archive/platinum-2009}}</ref>上升到2017年的約35.5噸<ref>[http://www.platinum.matthey.com/services/market-research/pgm-market-reports PGM Market Report.] {{Wayback|url=http://www.platinum.matthey.com/services/market-research/pgm-market-reports |date=20210427135248 }} platinum.matthey.com, p. 30 (May 2018)</ref>。生產出的釕大部分用於製造耐磨電接頭和厚膜電阻，其次是用於[[鉑]]合金和當成化學反應[[催化劑]]，另有一項新用途則是當作極紫外光光罩的覆蓋層。釕通常和其他鉑族金屬同時蘊藏在[[乌拉尔山脉|烏拉爾山脈]]、[[北美洲]]和[[南美洲]]的礦石中。[[加拿大]][[安大略省]][[大薩德伯里]]的[[鎳黃鐵礦]]以及[[南非]][[輝石岩]]礦床中，也發現了稀少但有商業重要性的存量<ref name="Platinum-Geological_Survey">{{cite web|title=Platinum&ndash;Group Metals|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/platimcs07.pdf|accessdate=2008-09-09|date=January 2007|publisher=U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries|archive-date=2017-07-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20170709121002/https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/platinum/platimcs07.pdf}}</ref>。

== 基本性質 ==
=== 物理性质 ===
冷的时候，钌的延性较小，即使纯粹单晶也很容易弯曲。金属钌可用[[电弧]]或[[电子束]]熔化。钌通常加热至1500℃时才能加工成细丝或薄板。<ref name=Ru>Henry J. Albert. Encyclopedia of Science&Technology (in 15 Volumes). Mc GRAW-Hill Book Co.,1977,4th</ref>

=== 化学性质 ===
钌有四种晶态，在标准情况下不会失去光泽，它加热到 {{convert|800|C|K}}时氧化。钌溶于熔融碱，产生钌酸盐（{{chem|RuO|4|2-}}）。钌不与[[王水]]反应，但在高温下会被[[卤素]]攻击。<ref name=crc/>事实上，钌易被强氧化剂(比如[[高碘酸]]，热浓[[硒酸]]和碱性次氯酸盐等)侵蚀。<ref name=Greenwood1076>Greenwood and Earnshaw, p. 1076</ref>少量的钌可以增加[[铂]]和[[钯]]的硬度。[[钛]]的[[腐蚀]]抗性通过添加少量钌，会显着增加。<ref name=crc/>金属可以通过[[电镀]]和热分解镀上钌。已知钌[[钼]]合金在低于10.6 [[开氏度|K]]的温度下具有[[超导性]]。<ref name=crc/>钌是唯一可以呈现+8氧化态的4d过渡金属。尽管如此，这个价态的稳定性也低于较重的同类物锇。与铁类似但与锇不同，钌可以在+2和+3的较低氧化态下形成水合阳离子。<ref name=Greenwood1078>Greenwood and Earnshaw, p. 1078</ref>

在[[钼]]的最大值之后，钌是第一个在4d过渡金属中的熔点、沸点以及原子化焓呈下降趋势的，因为4d壳层已超过一半，电子对金属键的形成贡献较小。（前一个元素[[锝]]有不寻常低的值，因为它的电子排布 [Kr]4d<sup>5</sup>5s<sup>2</sup> 呈半充满结构，尽管它违背趋势的距离并没有像3d过渡金属中的[[锰]]这么远。）<ref name=Greenwood1075>Greenwood and Earnshaw, p. 1075</ref>与较轻的同类物铁不同，钌在室温下是[[顺磁性]]的，因为铁的[[居里点]]高于室温。<ref name=Greenwood1074/>

一些常见的钌离子在酸性水溶液中的还原电位如下：<ref name=Greenwood1077>Greenwood and Earnshaw, p. 1077</ref>
{|
|-
| 0.455 V ||Ru<sup>2+</sup> + 2e<sup>−</sup>|| ↔ Ru
|-
| 0.249 V ||Ru<sup>3+</sup> + e<sup>−</sup>|| ↔ Ru<suP>2+</sup>
|-
| 1.120 V ||RuO<sub>2</sub> + 4H<sup>+</sup> + 2e<sup>−</sup>|| ↔ Ru<sup>2+</sup> + 2H<sub>2</sub>O
|-
| 1.563 V ||{{chem|RuO|4|2-}} + 8H<sup>+</sup> + 4e<sup>−</sup>|| ↔ Ru<sup>2+</sup> + 4H<sub>2</sub>O
|-
| 1.368 V ||{{chem|RuO|4|-}} + 8H<sup>+</sup> + 5e<sup>−</sup>|| ↔ Ru<sup>2+</sup> + 4H<sub>2</sub>O
|-
| 1.387 V || RuO<sub>4</sub> + 4H<sup>+</sup> + 4e<sup>−</sup> || ↔ RuO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O
|}

=== 同位素 ===
{{Main|钌的同位素}}
自然界中存在着7种钌的[[同位素]]。此外，目前共发现了34种钌的[[放射性同位素]]。在这些放射性同位素当中，较稳定的有<sup>106</sup>Ru（[[半衰期]]373.59天）、<sup>103</sup>Ru（[[半衰期]]39.26天）和<sup>97</sup>Ru（[[半衰期]]2.9天）。<ref name="n1" /><ref name="n2" />剩下的钌同位素除了<sup>95</sup>Ru（半衰期1.643小时）和<sup>105</sup>Ru（半衰期4.44小时）以外，半衰期都少于五分钟。<ref name="n1" /><ref name="n2" />

比最常见的钌同位素<sup>102</sup>Ru轻的钌同位素的主要[[衰变方式]]是[[电子捕获]]成[[锝]]，而更重的钌同位素则通过[[β衰变]]衰变成[[铑]]。<ref name="n1">{{RubberBible86th}} Section 11, Table of the Isotopes</ref><ref name="n2">{{NUBASE 2003}}</ref>

<sup>106</sup>Ru是[[铀]]和[[钚]]的裂变产物。大气中检测到的高浓度<sup>106</sup>Ru与2017年{{le|2017年秋季欧洲空气中的放射性增加|Airborne radioactivity increase in Europe in autumn 2017|据称在俄罗斯未申报的核事故}}有关。<ref name="pnas2019">{{cite journal | title = Airborne concentrations and chemical considerations of radioactive ruthenium from an undeclared major nuclear release in 2017| journal = PNAS | date = 2019 | volume = 116 | issue = 34 | pages = 16750–16759 | doi = 10.1073/pnas.1907571116 | pmid = 31350352 | pmc = 6708381 | bibcode = 2019PNAS..11616750M | last1 = Masson | first1 = O. | last2 = Steinhauser | first2 = G. | last3 = Zok | first3 = D. | last4 = Saunier | first4 = O. | last5 = Angelov | first5 = H. | last6 = Babić | first6 = D. | last7 = Bečková | first7 = V. | last8 = Bieringer | first8 = J. | last9 = Bruggeman | first9 = M. | last10 = Burbidge | first10 = C. I. | last11 = Conil | first11 = S. | last12 = Dalheimer | first12 = A. | last13 = De Geer | first13 = L.-E. | last14 = De Vismes Ott | first14 = A. | last15 = Eleftheriadis | first15 = K. | last16 = Estier | first16 = S. | last17 = Fischer | first17 = H. | last18 = Garavaglia | first18 = M. G. | last19 = Gasco Leonarte | first19 = C. | last20 = Gorzkiewicz | first20 = K. | last21 = Hainz | first21 = D. | last22 = Hoffman | first22 = I. | last23 = Hýža | first23 = M. | last24 = Isajenko | first24 = K. | last25 = Karhunen | first25 = T. | last26 = Kastlander | first26 = J. | last27 = Katzlberger | first27 = C. | last28 = Kierepko | first28 = R. | last29 = Knetsch | first29 = G.-J. | last30 = Kövendiné Kónyi | first30 = J. | display-authors = 29 | doi-access = free }}</ref>

=== 分布與含量 ===
钌在地壳含量非常罕见，约100&nbsp;[[万亿分率|ppt]]（0.1%），居元素分布序列中的第74位。<ref name="Emsley">{{cite book|title = Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|url = https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl|last = Emsley|first=J.|publisher = Oxford University Press|date = 2003|location = Oxford, England, UK|isbn = 978-0-19-850340-8|chapter = Ruthenium|pages=[https://archive.org/details/naturesbuildingb0000emsl/page/368 368]–370}}</ref><ref name=Greenwood1071>Greenwood and Earnshaw, p. 1071</ref>

== 生產製造 ==
人们每年大约开采30吨钌<ref name=usgs/>，而钌的世界储量估计为 5,000 吨。<ref name="Emsley"/>开采的[[铂族金属]] (PGM) 混合物的组成变化很大，这取决于地球化学地层。例如，南非开采的铂族金属平均含有 11% 的钌，而前苏联开采的铂族金属仅含有 2%（1992年）。<ref>{{cite book|url = https://books.google.com/books?id=Wm6QMRaX9C4C&pg=PA69|page = 69|isbn = 978-0-87335-100-3|editor = Hartman, H. L.|editor2 = Britton, S. G.|date = 1992|publisher = Society for Mining, Metallurgy, and Exploration|location = Littleton, Colo.|title = SME mining engineering handbook|access-date = 2021-09-15|archive-date = 2022-06-27|archive-url = https://web.archive.org/web/20220627053735/https://books.google.com/books?id=Wm6QMRaX9C4C&pg=PA69}}</ref><ref>{{cite journal|url = http://canmin.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/12/2/104|journal = The Canadian Mineralogist|date = 1973|volume = 12|issue = 2|pages = 104–112|title = The nomenclature of the natural alloys of osmium, iridium and ruthenium based on new compositional data of alloys from world-wide occurrences|first = Donald C.|last = Harris|author2 = Cabri, L. J.|access-date = 2021-09-15|archive-date = 2016-05-16|archive-url = http://arquivo.pt/wayback/20160516113159/http://canmin.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/12/2/104}}</ref>钌、锇和铱被认为是少数铂族金属。<ref name=Greenwood1074>Greenwood and Earnshaw, p. 1074</ref>

与其他铂族金属一样，钌是作为副产品从[[镍]]、[[铜]]以及铂金属矿石加工中获得的。在[[铜提取|铜的电解精炼]]和镍过程中，银、金和铂族金属等贵金属沉淀为“阳极泥”，提取[[原材料]]。<ref name="USGS-YB-2006" /><ref name="USGS-CS-2008" />根据原材料的组成，通过几种方法中的任何一种将金属转化为离子化溶质。一种代表性方法是与[[过氧化钠]]融合，然后溶解在[[王水]]，一种会放出[[氯]]与[[盐酸]]的混合物中。<ref name="ullmann-pt">{{cite book |author=Renner, H.|author2=Schlamp, G.|author3=Kleinwächter, I.|author4=Drost, E.|author5=Lüschow, H. M.|author6=Tews, P.|author7=Panster, P.|author8=Diehl, M.|author9=Lang, J.|author10=Kreuzer, T.|author11=Knödler, A.|author12=Starz, K. A.|author13=Dermann, K.|author14=Rothaut, J.|author15=Drieselman, R. |chapter=Platinum group metals and compounds |title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry |publisher=Wiley |date=2002 |doi=10.1002/14356007.a21_075|isbn=978-3527306732}}</ref><ref name="kirk-pt">{{cite book |title=Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology |first = R. J.|last = Seymour|author2=O'Farrelly, J. I. |chapter=Platinum-group metals |doi=10.1002/0471238961.1612012019052513.a01.pub2 |date=2001 |publisher=Wiley|isbn = 978-0471238966}}</ref> [[锇]]、钌、[[铑]]和[[铱]]不溶于王水并沉淀，将其他金属留在溶液中。通过用熔融的硫酸氢钠处理，可从残余物中分离出铑。含有钌、锇和铱的不溶残留物用氧化钠处理，其中铱不溶，产生溶解的钌和锇盐。在氧化成挥发性氧化物之后，{{chem|RuO|4}} 通过和氯化铵反应，产生 (NH<sub>4</sub>)<sub>3</sub>RuCl<sub>6</sub> 的沉淀与 {{chem|OsO|4}} 分离，或是用有机溶剂萃取挥发性的四氧化锇。<ref>{{cite journal|title = The Platinum Metals|first = Raleigh|last = Gilchrist|journal = Chemical Reviews|date = 1943|volume = 32|issue = 3|pages = 277–372|doi = 10.1021/cr60103a002}}</ref> [[氢气]]可用来还原[[六氯合钌(III)酸铵]]，产生粉末。<ref name=crc/><ref name="cotton">{{cite book|last = Cotton|first = Simon|title = Chemistry of Precious Metals|pages = 1–20|publisher = Springer-Verlag New York, LLC|date = 1997|isbn = 978-0-7514-0413-5|url = https://books.google.com/books?id=6VKAs6iLmwcC&pg=PA2|access-date = 2021-09-14|archive-date = 2022-05-03|archive-url = https://web.archive.org/web/20220503220625/https://books.google.com/books?id=6VKAs6iLmwcC&pg=PA2}}</ref>产物用氢气还原，产生粉末或{{le|海绵金属|sponge metal}}，可以用[[粉末冶金]]技术或[[氩]][[弧焊]]进行处理。<ref name=crc/><ref name="Hunt 1969 126–138">{{cite journal|first = L. B.|last = Hunt|author2 = Lever, F. M.|journal = Platinum Metals Review|volume = 13|issue = 4|date = 1969|pages = 126–138|title = Platinum Metals: A Survey of Productive Resources to industrial Uses|url = http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v13-i4-126-138.pdf|access-date = 2021-09-15|archive-date = 2008-10-29|archive-url = https://web.archive.org/web/20081029205825/http://www.platinummetalsreview.com/pdf/pmr-v13-i4-126-138.pdf}}</ref>

== 化合物 ==
{{main|钌化合物}}
钌在[[氧化态]] 0 到 +8和 −2都有化合物。钌和锇的[[化合物]]有时类似。其中，钌的 +2、+3和 +4 氧化态是最常见的。钌化合物最普遍的前体是[[三氯化钌]]，一种红色固体，化学性质不明确，但在合成其它钌化合物的方面用途广泛。<ref name="cotton"/>

=== 氧化物與硫属化物 ===
钌可以被[[氧化]]成[[二氧化钌]]（RuO<sub>2</sub>，氧化态 +4），之后还可以被[[高碘酸钠]]氧化成黄色、挥发性的[[四氧化钌]] RuO<sub>4</sub>，一种腐蚀性强的氧化剂，其结构和性质类似于[[四氧化锇]]。RuO<sub>4</sub> 主要用作从矿石和放射性废物中提纯钌的中间体。<ref>{{cite journal|authors=Swain, P.; Mallika, C.; Srinivasan, R.; Mudali, U. K.; Natarajan, R.|s2cid=95804621|title=Separation and recovery of ruthenium: a review|journal=J. Radioanal. Nucl. Chem. |year=2013|volume=298|issue=2|pages=781–796|doi=10.1007/s10967-013-2536-5}}</ref>

钌酸钾（K<sub>2</sub>RuO<sub>4</sub>，氧化态+6）和高钌酸钾（KRuO<sub>4</sub>，氧化态+7）都是已知的。<ref>Greenwood, N. N.; & Earnshaw, A. (1997). ''Chemistry of the Elements'' (2nd Edn.), Oxford:Butterworth-Heinemann. {{ISBN|0-7506-3365-4}}.</ref>不像四氧化锇，四氧化钌较不稳定，氧化性强到足以在室温下氧化稀[[盐酸]]和像是[[乙醇]]的有机溶剂也容易在碱性水溶液中被还原成钌酸根（{{chem|RuO|4|2-}}），它在超过 100&nbsp;°C下分解成二氧化钌。不像铁但像锇，钌没有低价的 +2、+3 氧化态氧化物。<ref name=Greenwood1080>Greenwood and Earnshaw, pp. 1080–1</ref>钌会形成二[[硫属化物]]，它们是以[[黄铁矿]]结构结晶的抗磁性半导体。<ref name=Greenwood1080/> 二硫化钌（RuS<sub>2</sub>）以矿物[[硫钌矿]]的形式在天然中存在。

类似铁，钌不容易形成氧阴离子，而是更喜欢与氢氧根离子配合，达到高配位数。四氧化钌可被又稀又冷的[[氢氧化钾]]还原成黑色的高钌酸钾 KRuO<sub>4</sub>，其中钌为 +7氧化态。高钌酸钾也可以由氯气氧化钌酸钾 K<sub>2</sub>RuO<sub>4</sub>而成。高钌酸根离子不稳定，会被水还原形成橙色的钌酸根。钌酸钾可以通过金属钌与熔融氢氧化钾和[[硝酸钾]]反应而成。<ref name=Greenwood1082>Greenwood and Earnshaw, p. 1082</ref>

一些混合氧化物也是已知的，例如 M<sup>II</sup>Ru<sup>IV</sup>O<sub>3</sub>、Na<sub>3</sub>Ru<sup>V</sup>O<sub>4</sub>、Na{{su|b=2}}Ru{{su|p=V|b=2}}O{{su|b=7}}和 M{{su|p=II|b=2}}Ln{{su|p=III}}Ru{{su|p=V}}O{{su|b=6}}。<ref name="Greenwood1082" />

=== 鹵化物和卤氧化物 ===
已知最高价的卤化钌是[[六氟化钌]]，一种熔点 54&nbsp;°C的深棕色固体。它会剧烈水解，且容易分解成低价氟化钌的混合物，并放出氟气。[[五氟化钌]]是一种以四聚体存在的深绿色固体，也很容易水解，熔点 86.5&nbsp;°C。黄色的[[四氟化钌]]可能也是聚合物结构，可以由[[碘]]还原五氟化钌而成。在所有二元钌混合物中，只有氧化物和氟化物能形成高氧化态。<ref name=Greenwood1083>Greenwood and Earnshaw, p. 1083</ref>

[[三氯化钌]]是一种著名的化合物，有黑色的α相和深棕色的β相，而三水合物是红色的。<ref name=Greenwood1084>Greenwood and Earnshaw, p. 1084</ref>在已知的三卤化物中，三氟化钌是深棕色的，超过 650&nbsp;°C时会分解；三溴化钌是在 400&nbsp;°C分解的深棕色固体，而三碘化钌是黑色的。<ref name=Greenwood1083/>在二卤化物中，二氟化钌未知，二氯化钌是棕色的，二溴化钌是黑色的，而二碘化钌是蓝色的。<ref name=Greenwood1083/>钌唯一已知的卤氧化物是浅绿色的四氟氧化钌 RuOF<sub>4</sub>。<ref name=Greenwood1084/>

=== 配位錯合物與有機金屬 ===
{{Main|有机钌化学}}
[[File:Tris(bipyridine)ruthenium(II)-chloride-powder.jpg|thumb|left|氯化三(双吡啶)合钌(II)]]
[[File:Grubbs catalyst Gen2.svg|alt=Skeletal formula of Grubbs' catalyst.|thumb|220x220px|[[格拉布催化剂]]使它的发明者获得诺贝尔奖，用于[[烯烃复分解反应]]。]]
钌有很多配合物，例子有五氨配合物 [Ru(NH<sub>3</sub>)<sub>5</sub>L]<sup>n+</sup> ，通常存在于 Ru(II) 和 Ru(III)。[[联吡啶]]和[[三联吡啶]]的衍生物很多，其中最著名的是[[冷发光]]的[[氯化三(双吡啶)合钌(II)]]。

钌可以形成很多有碳-钌键的化合物，例如用于烯烃复分解反应的[[格拉布催化剂]]。<ref>Hartwig, J. F. (2010) ''Organotransition Metal Chemistry, from Bonding to Catalysis'', University Science Books: New York. {{ISBN|1-891389-53-X}}</ref> [[二茂钌]]的结构类似[[二茂铁]]，但表现出独特的氧化还原特性。[[五羰基钌]]是无色液体，在没有 CO 的情况下转化为深红色固体[[十二羰基三钌]]。[[三氯化钌]]和一氧化碳反应，产生很多衍生物如 RuHCl(CO)(PPh<sub>3</sub>)<sub>3</sub> 和Ru(CO)<sub>2</sub>(PPh<sub>3</sub>)<sub>3</sub>（{{le|Roper配合物|Roper's complex}}）。把三氯化钌的醇溶液和[[三苯基膦]]一起加热，可以得到{{le|二氯化三(三苯基膦)钌|tris(triphenylphosphine)ruthenium dichloride}} (RuCl<sub>2</sub>(PPh<sub>3</sub>)<sub>3</sub>)，之后还可以转化成氢配合物氢氯化三(三苯基膦)钌(II) (RuHCl(PPh<sub>3</sub>)<sub>3</sub>)。<ref name=cotton/>

== 發展史 ==
[[File:ClausKE-2.jpg|thumb|卡尔·恩斯特·克劳斯（1796-1864）]]
雖然，含有所有六種[[鉑系元素|鉑族金屬]]的天然鉑合金，被[[前哥倫布時期]]美洲人長期使用，從16世紀中葉起，被歐洲化學家稱為材料，但直到18世紀中葉，鉑才被確認為一個純元素。天然鉑金屬在19世紀的第一個十年被發現，裡面含有鈀、銠、鋨、銥<ref name="Weeks8">{{cite journal|doi = 10.1021/ed009p1017|title = The discovery of the elements. VIII. The platinum metals|date = 1932|last1 = Weeks|first1 = Mary Elvira|authorlink1=Mary Elvira Weeks|journal = Journal of Chemical Education|volume = 9|page = 1017|bibcode = 1932JChEd...9.1017W|issue = 6}}</ref>。俄羅斯河流沖積沙中的鉑，從1828年開始使用於盤子和獎牌以及鑄造盧布硬幣的原物料<ref name="Roubles">{{cite journal|url = http://www.platinummetalsreview.com/article/48/2/66-69/|volume = 48|issue = 2|date = 2004|pages = 66–69|title = The Minting of Platinum Roubles. Part I: History and Current Investigations|first = Christoph J.|last = Raub|journal = |access-date = 2019-07-13|archive-date = 2015-09-24|archive-url = https://web.archive.org/web/20150924074131/http://www.platinummetalsreview.com/article/48/2/66-69/}} [https://web.archive.org/web/20090105232443/http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/48-2-066-069 Archive]</ref>。在鍊製用於鑄幣的鉑金屬過程中，所得到的殘留物，在俄羅斯帝國是可以取得的，因此鉑的大部分研究是在東歐進行的。

在1807年，從南美的鉑金屬礦中，波蘭化學家約德澤伊•什尼亞代基有可能分離出元素44. (他稱之為vestium，是依據在不久前發現的小行星Vesta命名 )。他於1808年出版了一份他的發現公告<ref>{{cite book | author = Jędrzej Śniadecki | title = Rosprawa o nowym metallu w surowey platynie odkrytym | language = pl | year = 1808 | publisher = Nakł. i Drukiem J. Zawadzkiego | location = [[Vilnius|Wilno]] | url = http://kpbc.umk.pl/dlibra/docmetadata?id=51628&from=pubindex&dirids=87&lp=13 | access-date = 2019-07-13 | archive-date = 2021-04-28 | archive-url = https://web.archive.org/web/20210428172243/https://kpbc.umk.pl/dlibra/docmetadata?id=51628&from=pubindex&dirids=87&lp=13 }} (''Dissertation about the new metal discovered in raw platinum.'')</ref>。然而，他的工作從未獲得證實，他後來撤回了他的發現聲明<ref name="Emsley"/>。

約恩斯•貝澤柳斯和戈特弗裡德•奧桑在1827年幾乎發現了釕<ref>{{cite journal|url = https://books.google.com/books?id=x57C3yhRPUAC&pg=PA391|pages = 391–392|title = New Metals in the Uralian Platina|volume = 2|issue = 11|date = 1827|journal = The Philosophical Magazine|doi = 10.1080/14786442708674516|access-date = 2019-07-13|archive-date = 2021-04-27|archive-url = https://web.archive.org/web/20210427172009/https://books.google.com/books?id=x57C3yhRPUAC&pg=PA391}}</ref> 。他們試驗了以[[王水]]溶解烏拉山脈含鉑的原礦石後留下的殘留物。貝澤柳斯沒有發現任何不尋常的金屬元素，但奧桑認為他發現了三種新金屬元素，稱之為pluranium、 ruthenium和polinium。<ref name=crc>Haynes, p. 4.31</ref>這種差異導致貝爾澤柳斯和奧桑之間關於殘留物成分的長期爭論。<ref name="DiscoRu"/>由於Osann無法重複他離析釕的實驗，最終放棄了他的主張<ref name="DiscoRu">{{cite journal|title = The Discovery of Ruthenium|first = V. N.|last = Pitchkov|journal = Platinum Metals Review|volume = 40|issue = 4|date = 1996|pages = 181–188|url = http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/pmr-v40-i4-181-188|author = |access-date = 2019-07-13|archive-url = https://web.archive.org/web/20110609195008/http://www.platinummetalsreview.com/dynamic/article/view/pmr-v40-i4-181-188|archive-date = 2011-06-09|dead-url = yes}}</ref><ref name="Osann2">{{cite journal | author = Osann, Gottfried | title = Berichtigung, meine Untersuchung des uralschen Platins betreffend | journal = [[Annalen der Physik|Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie]] | volume = 15 | year = 1829 | page = 158 | url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15100n.image.f168.langDE | doi = 10.1002/andp.18290910119 | access-date = 2021-10-07 | archive-date = 2022-03-01 | archive-url = https://web.archive.org/web/20220301075135/https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15100n.image.f168.langDE }}</ref>。Osann之所以選擇ruthenium这个名字，是因為分析的樣本來自俄羅斯的烏拉山脈<ref name="Osann">{{cite journal | author = Osann, Gottfried | title = Fortsetzung der Untersuchung des Platins vom Ural | journal = [[Annalen der Physik|Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie]] | volume = 14 | issue = 6 | year = 1828 | pages = 283–297 | url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k150998/f337.image.langDE | bibcode = 1828AnP....89..283O | doi = 10.1002/andp.18280890609 | access-date = 2019-07-13 | archive-date = 2021-04-28 | archive-url = https://web.archive.org/web/20210428022527/https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k150998/f337.image.langDE }} The original sentence on [http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k150998/f347.image.langDE p. 339] {{Wayback|url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k150998/f347.image.langDE |date=20210428200852 }} reads: "Da dieses Metall, welches ich nach den so eben beschriebenen Eigenschaften als ein neues glaube annehmen zu müssen, sich in größerer Menge als das früher erwähnte in dem uralschen Platin befindet, und auch durch seinen schönen, dem Golde ähnlichen metallischen Glanz sich mehr empfiehlt, so glaube ich, daß der Vorschlag, das zuerst aufgefundene neue Metall Ruthenium zu nennen, besser auf dieses angewendet werden könne."</ref> 。 這個名字本身來源於魯塞尼亞，拉丁語Ruthenia，一個歷史區域，包括今天的烏克蘭，白俄羅斯，俄羅斯西部，以及斯洛伐克和波蘭的部分地區。<ref name="DiscoRu" />

1844年，波羅的-德意志裔俄羅斯科學家卡爾•恩斯特•克勞斯 (Karl Ernst Claus) 發現，戈特弗裡德•奧桑備製的化合物中也含有少量的釕，克勞斯於同年曾發現的釕。克勞斯在喀山大學工作時，從盧布硬幣製程的鉑金屬殘留物中，分離出釕。就像40年前，在喀山發現釕的更重的同族元素鋨一樣。克勞斯表明，氧化釕含有一種新的金屬元素，並從不溶于王水的粗鉑中獲得6克的釕。替新元素選擇名稱，克勞斯說："我為新元素命名，以紀念我的祖國，Ruthenium。我有權使用這個名字，因為Osann先生放棄了他的釕，所以這個字還不存於化學<ref name="DiscoRu"/><ref>{{cite journal |author = Claus, Karl |title=О способе добывания чистой платины из руд |journal=Горный журнал (Mining Journal) |year=1845 | volume = 7 | issue = 3 | pages = 157–163 |language=ru}}</ref>。在这样做的过程中，克劳斯开创了一种延续至今的趋势——以一个国家命名一个元素。<ref name="Meija">{{cite journal|doi = 10.1038/s41557-021-00780-5|title = Politics at the periodic table|date = 2021|last1 = Meija|first1 = Juris|journal = Nature Chemistry|volume = 13|issue = 9|pages = 814–816|pmid = 34480093|bibcode = 2021NatCh..13..814M|s2cid = 237405162}}</ref>

== 应用 ==
纯金属钌用途很少。钌是铂和钯的有效硬化剂，使用它不会降低铂和钯的抗腐蚀性。含有较大百分数（30%-70%）的钌的合金，包含有其它贵重金属或碱金属，可用在电气触点上和需要抗磨和抗腐蚀的地方，如钢笔尖和工具枢轴上。二氧化钌导电，在有机介质中以粉末状与玻璃料相混合，可用作非金属衬底制成电阻元件。<ref name=Ru />

=== 催化劑 ===
[[File:Ru-intercalated halloysite nanotubes 3.jpg|thumb|嵌入催化性钌纳米颗粒的{{le|禾乐石|halloysite}}纳米管。<ref name=stam>{{cite journal|doi=10.1080/14686996.2016.1278352|title=Formation of metal clusters in halloysite clay nanotubes|pmc=5402758|journal=Science and Technology of Advanced Materials|volume=18|issue=1|pages=147–151|year=2017|last1=Vinokurov|first1=Vladimir A.|last2=Stavitskaya|first2=Anna V.|last3=Chudakov|first3=Yaroslav A.|last4=Ivanov|first4=Evgenii V.|last5=Shrestha|first5=Lok Kumar|last6=Ariga|first6=Katsuhiko|last7=Darrat|first7=Yusuf A.|last8=Lvov|first8=Yuri M.|pmid=28458738|bibcode=2017STAdM..18..147V}}</ref>]]
许多含钌化合物都有催化性。催化剂可方便地两种：可溶于反应介质的叫{{le|均相催化剂|Homogeneous catalyst}}，而不溶的则叫[[多相催化剂]]。

钌的纳米颗粒可以在{{le|禾乐石|halloysite}}内部形成。这种广泛存在的矿物天然具有卷状纳米片（纳米管）的结构，可以支持钌纳米团簇的合成，用于后续工业催化。<ref name=stam/>

==== 勻相催化劑 ====
含有[[三氯化钌]]的溶液对[[烯烃复分解反应]]具有高活性。此类催化剂在商业上用于生产聚降冰片烯。<ref name=KO>{{cite encyclopedia|encyclopedia=Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology|authors=Delaude, Lionel and Noels, Alfred F. |year=2005| doi=10.1002/0471238961.metanoel.a01|place=Weinheim|publisher=Wiley-VCH|chapter=Metathesis|isbn=978-0471238966}}</ref>某些钌的[[卡宾配合物]]显示出相当的反应性，可提供于工业过程。<ref>{{cite journal|doi = 10.1002/1521-3773(20000901)39:17<3012::AID-ANIE3012>3.0.CO;2-G|title=Olefin Metathesis and Beyond|author=Fürstner, Alois|journal=Angewandte Chemie International Edition|volume=39|date=2000|pages=3012–3043|pmid=11028025|issue = 17}}</ref> 例如，[[格拉布催化剂]]已用于制备药物和先进材料。

:[[File:Polynbornene.svg|thumb|center|upright=2|RuCl<sub>3</sub>催化[[开环移位聚合]]反应，产生聚降冰片烯。]]

钌配合物用于[[转移氢化]]（有时称为借氢反应）的高活性催化剂。该方法用于[[酮]]、[[醛]]和[[亚胺]]的{{le|不对称氢化|Asymmetric hydrogenation}}。该反应利用[[手性]]钌配合物，它们是[[野依良治]]引入的。<ref name="citation 21">{{citation |author1=Noyori, R. |author2=Ohkuma, T. |author3=Kitamura, M. |author4=Takaya, H. |author5=Sayo, N. |author6=Kumobayashi, H. |author7=Akutagawa, S. |journal=[[Journal of the American Chemical Society]]|title=Asymmetric hydrogenation of .beta.-keto carboxylic esters. A practical, purely chemical access to .beta.-hydroxy esters in high enantiomeric purity|year=1987|volume=109|issue=19 |pages=5856|doi=10.1021/ja00253a051}}</ref> 举个例子，(cymene)Ru(S,S-Ts{{le|二苯基乙二胺|Diphenylethylenediamine|DPEN}})催化[[氢化]][[二苯基乙二酮]]，产生 (''R,R'')-氢化[[苯偶姻]]。在该反应中，[[甲酸盐]]和水/醇作为H<sub>2</sub>的来源：<ref>{{OrgSynth | author = Ikariya, Takao; Hashiguchi, Shohei; Murata, Kunihiko and [[Ryōji Noyori|Noyori, Ryōji]]| title = Preparation of Optically Active (R,R)-Hydrobenzoin from Benzoin or Benzil| vol = 82 | pages = 10 | year = 2005 | prep = v82p0010}}</ref><ref>{{Cite journal | title = Synthesis of Optically Active 1,2,3,4-Tetrahydroquinolines via Asymmetric Hydrogenation Using Iridium-Diamine Catalyst|journal=Org. Synth.|volume = 92 | pages = 213–226 | year = 2015 | doi = 10.15227/orgsyn.092.0213|last1=Chen|first1=Fei|doi-access = free}}</ref>

:[[File:RuCl(S,S-TsDPEN)(cymene)-catalysed R,R-hydrobenzoin synthesis.svg|thumb|upright=2|center| [RuCl(''S'',''S''-TsDPEN)(cymene)]催化的(''R'',''R'')-氢化苯偶姻（产率 100%，[[对映体过量百分数|ee]] >99%）]]

[[野依良治]]于2001年授予[[诺贝尔化学奖]]，以表彰他在{{le|不对称氢化|Asymmetric hydrogenation}}领域的贡献。

2012年，Masaaki Kitano及其同事使用有机钌催化剂展示了使用稳定的电子盐来作为电子供体和可逆氢储存进行氨合成。<ref>{{cite journal|doi=10.1038/nchem.1476|pmid=23089869|title=Ammonia synthesis using a stable electride as an electron donor and reversible hydrogen store|journal=Nature Chemistry|volume=4|issue=11|pages=934–940|year=2012|last1=Kitano|first1=Masaaki|last2=Inoue|first2=Yasunori|last3=Yamazaki|first3=Youhei|last4=Hayashi|first4=Fumitaka|last5=Kanbara|first5=Shinji|last6=Matsuishi|first6=Satoru|last7=Yokoyama|first7=Toshiharu|last8=Kim|first8=Sung-Wng|last9=Hara|first9=Michikazu|last10=Hosono|first10=Hideo|bibcode=2012NatCh...4..934K}}</ref>

==== 非勻相催化劑 ====
钌促进的钴催化剂用于[[费托合成]]。<ref>{{cite journal|doi=10.1016/S0926-860X(99)00160-X|title=Short history and present trends of Fischer–Tropsch synthesis|journal=Applied Catalysis A: General|volume=186|issue=1–2|pages=3–12|year=1999|last1=Schulz|first1=Hans}}</ref>

=== 新興應用 ===
Intel 在自家半導體10nm製程上，在後端製程BEOL中首次使用金屬釕材料<ref>{{Cite web|url=http://www.techinsights.com/technology-intelligence/overview/latest-reports/intel-10-nm-logic-process/|title=Intel 10 nm Logic Process|accessdate=2018-06-22|last=techinsights.com|work=www.techinsights.com|archive-date=2018-10-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20181022203859/http://techinsights.com/technology-intelligence/overview/latest-reports/intel-10-nm-logic-process/}}</ref>。

==对健康的影响==
人们对钌对健康的影响知之甚少<ref name=":0">{{Cite web|title=Ruthenium|url=https://www.espimetals.com/index.php/msds/237-Ruthenium|access-date=2020-07-26|website=espimetals.com|archive-date=2021-12-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20211223113147/https://www.espimetals.com/index.php/msds/237-Ruthenium}}</ref>，因为人们遇到钌化合物的情况相对较少。<ref name=":1">{{Cite web|title=Ruthenium (Ru) - Chemical properties, Health and Environmental effects|url=https://www.lenntech.com/periodic/elements/ru.htm|access-date=2020-07-26|website=lenntech.com|archive-date=2022-07-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20220715213622/https://www.lenntech.com/periodic/elements/ru.htm}}</ref>金属钌是[[化学惰性]]的。<ref name=":0" />一些像是[[四氧化钌]]（RuO<sub>4</sub>）的钌化合物有挥发性且剧毒。<ref name=":1" />

==参考文献==
{{reflist|30em}}

==外部連結==
{{Elements.links|Ru|44}}
{{过渡金属|Ru}}
{{過渡金屬2}}
{{珠寶材料}}

{{Authority control}}

[[Category:钌| ]]
[[Category:第5周期元素|5H]]
[[Category:化学元素|5H]]
[[Category:稀有金属]]
[[Category:貴金屬]]
[[Category:过渡金属]]
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