铂族金属
铂系金属属周期系第Ⅷ族元素，又称铂系、稀贵金属，包括铂（Pt）、钯（Pd）、锇（Os）、铱（Ir）、钌（Ru）、铑（Rh）六种金属。在元素周期表中属第5,6周期。本族元素在宝石学中的应用广泛，其中钯金首饰-白色贵金属新宠，国际时尚流行饰品铂金、钯金为铂族里蕴藏量最小的两种矿物，此二种的冶金性质相当类似，因其同样稀有、用途相类似，所以常在各种应用上互做替代品。
铂族金属具有熔点高、强度大、电热性稳定、高温抗氧化性能强、催化活性良好等特点，被广泛应用于汽车尾气催化净化剂、氢燃料电池、电子元件、专业医药、珠宝以及投资等方面。
历史起源 编辑本段
铂族金属以其特别可贵的性能和资源珍稀而著称；与金、银合称“贵金属”。但其发现与利用相对于金、银来说要晚得多。金、银饰品在人类纪元之前的墓葬中就有发现，而人类对铂族金属的了解和利用，不过两百 多年的历史。
其中铂发现最早，1735 年由尤尔洛）发现，其余几种元素都迟至19世纪才陆续有所了解，如钯是1803年由沃拉斯顿发现，钌是1845年科劳斯（K.Claus）发现。虽然发现晚，但很快了解到它们有一些可贵的功能，因而被广泛应用于现代工业和尖端技术中。因此被称为“现代贵金属”。据报道，从公元前4000年到19世纪末，全球累计产金2.9万t，19世纪世界平均年产金123t；到1973～1980年，世界平均年产金量达1375t。
铂族金属的世界产量从1969年开始超过100t，80年代末便翻了一番，达到200t（张文朴，1997），90年代初年产近 300t。从这些数据不难体会出“贵金属”与“现代贵金属”深层的涵义：二者都是珍稀而贵重，而铂族元素虽然绝对数量比不上金、银，但其发展的速度深刻体现出“现代”的涵义。
发现
金属特性 编辑本段
例如铂还有良好的塑性和稳定的电阻与电阻温度系数，可锻造成铂丝、铂箔等；它不与氧直接化合，不被酸、碱侵蚀，只溶于热的王水中；钯可溶于浓硝酸，室温下能吸收其体积350～850倍的氢气。
铑和铱不溶于王水，能与熔融氢氧化钠和过氧化钠反应，生成溶解于酸的化合物；锇与钌不溶于王水，却易氧化成四氧化物。它们的主要物理和机械性质见表3.17.1。
学术性质 编辑本段
主要物理性质
铂族金属除锇为蓝灰色金属外，其他均为银白色金属。大多数铂族金属都能吸收气体，特别是氢气。钯吸氢 能力最强，常温下1体积钯能吸收900～2800体积的氢。在真空下加热到100℃，溶解的氢就完全放出来了。钯有吸氢和透氢的特性：一定体积的钯常温下能吸收比它本身大900倍甚至2800倍的氢气（见贮氢材料）。铂吸收氧的能力强，1体积铂可吸收70体积的氧。当粒度很细如铂黑、钯黑或呈胶态时，吸附能力更强，故它们有良好的催化特性。纯铂和钯有良好的延展性，不经中间退火的冷塑性变形量可达到90%以上，能加工成微米级的细丝和箔。铑和铱的高温强度很好，但冷塑性加工性能稍差。锇和钌硬度高，但机械加工性能差，用粉末冶金方法制得的金属钌在1150～1500℃时才能进行少量塑性加工，而锇即使在高温下也几乎不能进行塑性加工。
主要化学性质
铂族金属是典型的贵金属，其化学稳定性特别高，具有很好的抗腐蚀和抗氧化能力。它们能抵抗普通酸和化学试剂的腐蚀，铂不与普通酸作用，但能缓慢地溶解于王水中生成氯铂酸（H2PtCl6）。钯在铂族中较为活泼，对酸的抗蚀能力稍差，能很快溶于硝酸。铱、铑、钌能抗单一的酸和化学试剂侵蚀，甚至王水也很难溶解它们。
铂和铑的抗氧化性很好，在空气中能长期保持光泽，不被氧化。在高温下铂和铑与氧气作用生成挥发性的氧化物，增加它的蒸发速度。粉末状的铱在空气或氧气中于 600℃时氧化，生成一层氧化铱（IrO2）薄膜。这种氧化物在高于1100℃时分解，使金属恢复原有光泽。铱是惟一可以在氧化性气氛中使用到2300℃而不严重损失的金属。钌、锇容易被氧化，在室温下，锇的表面就生成蓝色的氧化膜（OsO2）。四氧化锇（OsO4）和四氧化钌（RuO4）都是挥发性的有毒化合物，能刺激粘膜，侵害皮肤。
铂族金属均为过渡金属，有多个化合价，其稳定的化合价为：钌+3，铑+3，钯+2、+4，锇+3、+4，铱+3、+4，铂+2、+4。它们都有强烈生成络合物的倾向，最常见的配位数为4和6。
铂具有优良的热电稳定性、和高温抗氧化性和高温抗腐蚀性。钯能吸收比其体积大2800倍的氢，且氢可以在钯中自由通行。铱和铑能抗多种氧化剂的侵蚀，有很好的机械性能。钌能与氨结合，但不起化学反应，类似某些细菌所特有的性能。锇很脆和很硬，体积弹性模量最大。锇、钌都易氧化，其氧化物有刺激性，毒性大等等。
矿物分类 编辑本段
至今已发现200 余种铂族元素矿物。可分为4大类：
自然铂、自然钯、自然铑、自然锇等；
钯铂矿、锇铱矿、钌锇铱矿，以及铂族金属与铁、镍、铜、金、银、铅、锡等以金属键结合的金属互化物；
铂、钯、铱、锇等与铋、碲、硒、锑等以金属键或具有相当金属键成分的共价键型化合物；
铂族元素的主要矿物及其组成见表3.17.2。工业矿物主要有砷铂矿、自然铂、等轴铋碲钯矿、碲钯矿、砷铂锇 矿、碲钯铱矿及铋碲钯镍矿。砷铂矿和等轴铋碲钯矿多见于原生铂矿床，自然铂多产于砂铂矿。贵稀金属是贵金属和稀有金属的总称。由于金和银由人民银行专营，物资部门经营的贵金属主要是铂族元素，而硒、碲、砷属稀散元素，通常称为半金属。
铂：铂是银白色金属，熔点为 1769 度，密度为 21.45g /cm3，主要用于电气、仪表、化学工业、装饰品及制作精密合金等。
钯：钯是银灰色金属，熔点 1552 度，密度 12.16g /cm3，可塑性好，在贵金属中耐蚀性较差，供电气、仪表、化工工业、装饰品及制作精密合金等用。
铑：铑是银白色金属，熔点为 1964 度，密度为 12.45g /cm3，是脆性金属。供电气、仪表、高温合金及精密合金等用。
铱：铱是银灰色金属，熔点为 2443 度，是贵金属中熔点最高的。密度为 22.4g /cm3，是密度第二大的金属。是脆性金属，化学性质稳定，耐酸碱腐蚀，硬度高。用于电气、化学、仪表、轻工等方面，配制精密合金。
锇：锇是灰蓝色金属，熔点为 3033度，密度为22.48 g/cm3，是密度最大的金属。高熔点金属，性脆。主要用于电气、仪表、化学工业及合金等。
钌：钌是银白色金属，熔点为2334度，密度12.37 g/m3。用于电气、仪表、化学工业、高温合金及精密合金等用。
镓：液态镓为银白色金属，固态镓为蓝色结晶金属，质地柔软，熔点为 29.8 度，密度是 5.9g /cm3，在空气中化学性能稳定，镓主要用于半导体工业、制作温度计、配制易熔金属等。
铟：铟是银白色金属，熔点 156.6 度，密度为 7.31g /cm3，比铅还软，延展性好，化学性能稳定，主要用于配制贵金属合金，低熔点合金，轴承合金以及、电镀等工业方面。
硒：硒是黑色或深灰色玻璃状无定型锭块（红硒与灰硒为硒的结晶变体，主成分不变），属于稀散元素，也称半金属。硒的熔点为 220 度，沸点为 685 度，密度为 40808g /cm3，质脆，主要用于制造整流器、硒感光板、复印硒鼓、合金、搪瓷和玻璃工业等方面。
碲：碲是一种银灰色半金属，属稀散元素，熔点为 450 度，密度为 6.24g /cm3，质脆，具有很高的电阻系数，是逆磁性金属，所以是良好的半导体材料。主要用来制作半导体器件、合金、化工原料及铸铁、橡胶、玻璃等产品的添加剂。
砷：砷是银灰色半金属，属稀散元素。砷的熔点为 814 度，在 613 度时即升华，砷在空气中易氧化，砷的氧化物有剧毒（俗称砒霜），砷的密度为 5.73G /cm3，不溶于水，也不溶于有机溶剂，用于制作合金和半导体器件等。
南非铂矿一部分是天然的铂铁合金，一部分以硫化物形式与铁、镍、铜的硫化矿共存；已探明的可采储量约18000吨，总储量达62200吨，矿石品位3～8克/吨。加拿大的铂族金属主要以硫化物和砷化物与铜、镍硫化矿伴生。可采储量280吨，总储量497吨，矿石品位0.5～0.8克/吨。苏联铂矿有砂矿和共生矿，可采储量6220吨，总储量12440吨，矿石品位8～10克/吨。此外，中国、美国、澳大利亚等均有共生矿床。所有矿石中，铂与其他铂族金属总是共存的。铂族中，铂、钯的量最大，二者合计约占铂族总量的90%。其他铑、铱、锇、钌合计仅约占铂族总量的10%。前苏联矿石中的钯约占铂族总量的60%，其他国家的矿多以铂为主。
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