氯化三(联吡啶)合钌(II)是分子式为[Ru(bipy)₃]Cl₂的配合物，它是以六水合物形式存在的红色结晶盐。配合物中的氯离子可被其他阴离子比如六氟磷酸根所替代。

合成方法和配合物结构

配合物可由三氯化钌的水溶液和2,2'-联吡啶反应得到，在这个过程中通常需要加入次磷酸作为还原剂将三价的钌还原成二价的钌。配合物中的[Ru(bipy)₃]²⁺阳离子为D₃对称且有手性的正八面体结构。它的外消旋体可用L-酒石酸锑钠(Na₂[SbO(L-tart)])作为拆分剂拆分成两种动力学稳定的对映异构体。

[Ru(bipy)₃]²⁺的光化学性质

[Ru(bipy)₃]²⁺对紫外线和可见光均有吸收。它的水溶液对452 (+/-3 nm)的可见光有吸收，对应该波长下的消光系数达到11,500 M⁻¹cm⁻¹。在乙腈和水溶液中的激发态寿命分别达到890纳秒和690纳秒。通过释放出波长为600纳米的光子激发态弛豫至基态。由于[Ru(bipy)₃]²⁺的激发态是三线态的，而因分子结构的影响存在配合物离子的电荷分离使得基态为单线态的，三线态向基态的转变是禁阻的，转变速度慢，所以激发态的存在寿命较长。

参考资料

鈇没有稳定的同位素。

圖表

同位素與核特性

核合成

能產生Z=114复核的目標、發射體組合

下表列出各種可用以產生114號元素的目標、發射體組合。

冷聚變

²⁰⁸Pb(⁷⁶Ge,xn)^284−xFl

第一次以冷聚變合成鈇的實驗於2003年法國國家大型重離子加速器（GANIL）進行，產量限制為1.2 pb時並沒有合成任何原子。

熱聚變

²⁴⁴Pu(⁴⁸Ca,xn)^292−xFl (x=3,4,5)

杜布納的一個團隊於1998年11月首次嘗試合成鈇。他們探測到一個源自²⁸⁹Fl的長衰變鏈。在1999年重複進行的實驗再次合成了兩個鈇原子，這次則是²⁸⁸Fl。團隊在2002年進一步研究了這項反應。在測量3n、4n和5n中子蒸發激發函數時，他們探測到3個²⁸⁹Fl原子、12個²⁸⁸Fl原子及1個新同位素²⁸⁷Fl原子。根據這些結果，第一個被探測到的原子是²⁹⁰Fl或^289mFl，而接著的兩個原子是²⁸⁹Fl。2007年4月利用²⁸⁵Cn來研究鎶的化學特性時，科學家再次進行這條反應。瑞士保羅謝勒研究所和Flerov核反應實驗室直接探測到兩個²⁸⁸Fl原子，這為對鈇的首次化學研究打下基礎。

2008年6月，科學家再用該反應來產生²⁸⁹Fl同位素，以研究鈇的化學特性。這次發現了一個鈇原子，這得以確認它的屬性類似於惰性氣體。

2009年5月至7月，德國重離子研究所第一次研究了這個反應，再進一步嘗試合成Ts。團隊成功確認了²⁸⁸Fl和²⁸⁹Fl的合成與衰變數據，合成的原子中，前者有9個，而後者有4個。

²⁴²Pu(⁴⁸Ca,xn)^290−x114 (x=2,3,4,5)

杜布納的團隊首先在1999年3月至4月研究了這項反應，並探測到兩個²⁸⁷Fl原子。由於有關²⁸³Cn的數據有衝突，所以科學家在2003年9月重複進行了該實驗，以確認²⁸⁷Fl和²⁸³Cn的衰變數據（詳見鎶）。他們通過測量2n、3n和4n激發函數得到了²⁸⁸Fl、²⁸⁷Fl和新同位素²⁸⁶Fl的衰變數據。

2006年4月，保羅謝勒研究所和Flerov核反應實驗室的合作計劃曾使用過這項反應來產生²⁸³Cn，以研究鎶的屬性。在2007年4月進行的一項確認實驗中，團隊直接探測到²⁸⁷Fl，並能夠取得有關鈇原子化學特性的最初數據。

2009年1月，伯克利的團隊使用伯克利充氣分離器（BGS）和新得到的²⁴²Pu樣本繼續進行研究，通過以上反應嘗試合成鈇。2009年9月，他們公佈成功探測到2個鈇原子，分別為²⁸⁷Fl和²⁸⁶Fl，證實了Flerov核反應實驗室取得的衰變數據，但是所測量的截面更低。

2009年4月，瑞士和俄羅斯的合作研究計劃再次使用以上反應進行了對鈇化學屬性的研究，其中探測到一個²⁸³Cn原子。

2010年12月，勞倫斯伯克利國家實驗室的團隊公佈發現了²⁸⁵Fl原子，並觀測到5個衰變產物的新同位素。

作為衰變產物

科學家也曾在鉝和鿫的衰變鏈中觀測到鈇的同位素。

撤回的同位素

²⁸⁵Fl

在1999年發現²⁹³Og的報告中，²⁸⁵Fl是以11.35 MeV能量進行α衰變的，半衰期為0.58 ms。發現者於2001年撤回了這項發現。這個同位素最後是在2010年被合成的，其衰變屬性和1999年報告中的不符，意味著撤回的數據是錯誤的。

同位素發現時序

原子序為114复核的裂變

2000年至2004年期間Flerov核反應實驗室進行了幾項研究²⁹²Fl複核衰變屬性的實驗。他們所使用的核反應為²⁴⁴Pu+⁴⁸Ca。結果顯示，這些複核進行裂變時主要發射完整軌域原子核，如82
132Sn。另一項發現是，使用⁴⁸Ca和⁵⁸Fe作為發射體的聚變裂變路徑相似，這表示未來在合成超重元素時有可能使用⁵⁸Fe發射體。

核異構體

²⁸⁹Fl

第一次合成的鈇同位素為²⁸⁹Fl，它以9.71 MeV的能量進行α衰變，時長為30秒。之後的直接合成實驗中並未被觀測到這種現象。然而，在一次²⁹³Lv的合成實驗中，所測得的衰變鏈釋放了9.63 MeV能量的α粒子，時長為2.7秒。之後其他的衰變都與²⁸⁹Fl的相似。這很明確地表明，這些衰變活動都是來自於同核異構體的。近期實驗中並未出現類似的活動，表示這種同核異構體的產量約為基態的20%，而第一個實驗觀測到的現象只是巧合。要解釋這個問題，必須進行更多的研究。

²⁸⁷Fl

使用²⁴²Pu作為目標的初次實驗中，所觀測到的²⁸⁷Fl同位素進行衰變時放射能量為10.29 MeV的α粒子，時常為5.5秒。其衰變產物再進行自發裂變，時常符合先前合成的²⁸³Cn。後來科學家再沒有觀測到同樣的衰變活動（詳見鎶）。不過，兩者的相關性表示實驗結果是非隨機的，而合成方式是不會影響同核異構體的生成的。這些問題要經過更多研究才能解決。

同位素產量

下表列出直接合成鈇的聚變核反應的截面和激發能量。粗體數據代表從激發函數算出的最大值。+代表觀測到的出口通道。

冷聚變

熱聚變

理論計算

蒸發殘留物截面

下表列出各種目標-發射體組合，並給出最高的預計產量。

MD = 多面；DNS = 雙核系統； σ = 截面

衰變特性

對Fl不同同位素半衰期的理論估算與實驗結果相符。沒有裂變的同位素²⁹⁸Fl的α衰變半衰期預計有17天。

尋找穩定島：²⁹⁸Fl

根據宏觀—微觀理論，原子序114是下一個幻數。這意味著，該原子核呈球體狀，而其基態將會有高和寬的裂變位壘，因此自發裂變部分的半衰期會很長。

當原子序為114時，宏觀—微觀理論表示下一個中子幻數為184，因此²⁹⁸Fl原子核很有可能會是繼²⁰⁸Pb（原子序82、中子數126）之後下一個滿足雙重幻數的原子核。²⁹⁸Fl位於理論預計的“穩定島”的中央。然而，其他運用相對論平均場理論的計算顯示，原子序120、122和126才是幻數。有一種可能性是，穩定性並不在單一數字上飆升，而是在原子序從114到126時都是較高的。

由於偶核效應，²⁹⁷鏌的軌域修正能量最低，因此裂變位壘最高。由於較高的裂變位壘，任何在這穩定島上的原子核都只會進行α衰變，所以半衰期最長的原子核將會是²⁹⁸Fl。半衰期預計很難超過10分鐘，除非中子數為184的中子軌域實際比理論上預計的更穩定。另外，由於有奇數中子，²⁹⁷Fl的半衰期可能會更长。

参考文獻

• Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
• Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
  • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties （页面存档备份，存于互联网档案馆），Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
  • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database （页面存档备份，存于互联网档案馆） (retrieved Sept. 2005).
  • David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

氧化亚镓，或氧化镓(I)是一种无机化合物，化学式Ga₂O。

制备

氧化亚镓可以由镓在真空还原氧化镓而成:

${\displaystyle \mathrm {Ga_{2}O_{3}+4\ Ga\longrightarrow 3\ Ga_{2}O} }$

性质

氧化亚镓是棕黑色反磁性固体，可抵抗干燥空气中的进一步氧化。它在500 °C以上开始分解, 速率则由环境决定(真空、惰性气体、空气)。

参考资料

釕（liǎo）（英語：Ruthenium），是一種化學元素，其化學符號为Ru，原子序數为44，原子量為101.07 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卡爾·恩斯特·克勞斯（Karl Ernst Claus）在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噸上升到2017年的約35.5噸。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。

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。

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 800 °C（1,070 K）时氧化。钌溶于熔融碱，产生钌酸盐（RuO2−
4）。钌不与王水反应，但在高温下会被卤素攻击。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。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。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 K的温度下具有超导性。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。

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]4d⁵5s² 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。）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。

一些常见的钌离子在酸性水溶液中的还原电位如下：

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¹⁰⁶Ru（半衰期373.59天）、¹⁰³Ru（半衰期39.26天）和⁹⁷Ru（半衰期2.9天）。剩下的钌同位素除了⁹⁵Ru（半衰期1.643小时）和¹⁰⁵Ru（半衰期4.44小时）以外，半衰期都少于五分钟。

比最常见的钌同位素¹⁰²Ru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。

¹⁰⁶Ru是铀和钚的裂变产物。大气中检测到的高浓度¹⁰⁶Ru与2017年据称在俄罗斯未申报的核事故有关。

分布與含量

钌在地壳含量非常罕见，约100 ppt（0.1%），居元素分布序列中的第74位。

生產製造

人们每年大约开采30吨钌，而钌的世界储量估计为 5,000 吨。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）。钌、锇和铱被认为是少数铂族金属。

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。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。 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，RuO
4 通过和氯化铵反应，产生 (NH₄)₃RuCl₆ 的沉淀与 OsO
4 分离，或是用有机溶剂萃取挥发性的四氧化锇。 氢气可用来还原六氯合钌(III)酸铵，产生粉末。产物用氢气还原，产生粉末或海绵金属，可以用粉末冶金技术或氩弧焊进行处理。

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。

氧化物與硫属化物

钌可以被氧化成二氧化钌（RuO₂，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 RuO₄，一种腐蚀性强的氧化剂，其结构和性质类似于四氧化锇。RuO₄ 主要用作从矿石和放射性废物中提纯钌的中间体。

钌酸钾（K₂RuO₄，氧化态+6）和高钌酸钾（KRuO₄，氧化态+7）都是已知的。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（RuO2−
4），它在超过 100 °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。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。 二硫化钌（RuS₂）以矿物laurite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 KRuO₄，其中钌为 +7氧化态。高钌酸钾也可以由氯气氧化钌酸钾 K₂RuO₄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。

一些混合氧化物也是已知的，例如 M^IIRu^IVO₃、Na₃Ru^VO₄、Na
2RuV
2O
7和 MII
2LnIII
RuV
O
6。

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 °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 °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。

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。在已知的三卤化物中，三氟化钌是深棕色的，超过 650 °C时会分解；三溴化钌是在 400 °C分解的深棕色固体，而三碘化钌是黑色的。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。钌唯一已知的卤氧化物是浅绿色的四氟氧化钌 RuOF₄。

配位錯合物與有機金屬

钌有很多配合物，例子有五氨配合物 [Ru(NH₃)₅L]ⁿ⁺ ，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。 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)(PPh₃)₃ 和Ru(CO)₂(PPh₃)₃（Roper配合物）。把三氯化钌的醇溶液和三苯基膦一起加热，可以得到二氯化三(三苯基膦)钌 (RuCl₂(PPh₃)₃)，之后还可以转化成氢配合物氢氯化三(三苯基膦)钌(II) (RuHCl(PPh₃)₃)。

發展史

雖然，含有所有六種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。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。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。然而，他的工作從未獲得證實，他後來撤回了他的發現聲明。

約恩斯•貝澤柳斯和戈特弗裡德•奧桑在1827年幾乎發現了釕 。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。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。由於Osann無法重複他離析釕的實驗，最終放棄了他的主張。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 。 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。

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。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。

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。

催化劑

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均相催化剂，而不溶的则叫多相催化剂。

钌的纳米颗粒可以在禾乐石内部形成。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。

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。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。 例如，格拉布催化剂已用于制备药物和先进材料。

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、醛和亚胺的不对称氢化。该反应利用手性钌配合物，它们是野依良治引入的。 举个例子，(cymene)Ru(S,S-TsDPEN)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H₂的来源：

野依良治于2001年授予诺贝尔化学奖，以表彰他在不对称氢化领域的贡献。

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。

非勻相催化劑

钌促进的钴催化剂用于费托合成。

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。

对健康的影响

人们对钌对健康的影响知之甚少，因为人们遇到钌化合物的情况相对较少。金属钌是化学惰性的。一些像是四氧化钌（RuO₄）的钌化合物有挥发性且剧毒。

参考文献

外部連結

• 元素钌在洛斯阿拉莫斯国家实验室的介紹（英文）
• EnvironmentalChemistry.com —— 钌（英文）
• 元素钌在The Periodic Table of Videos（諾丁漢大學）的介紹（英文）
• 元素钌在Peter van der Krogt elements site的介紹（英文）
• WebElements.com – 钌（英文）