钌

克里斯•史密斯

大家好，欢迎来到本周的节目元素中的化学我是克里斯·史密斯。在本集节目中，我们将与被称为鉴赏家元素的化学物质面对面交流。它作为催化剂获得了诺贝尔奖，它是耐磨电触点背后的肌肉，它甚至可能帮助你写得更好，除非你是医生，在这种情况下，你可能是无可救药的。Jonathan Steed报道。

乔纳森·马

拦住那个众所周知的“大街上的人”，问问他做了什么钌他很有可能无法告诉你。与那些家喻户晓的“更性感的元素”相比碳而且氧气坦率地说，在美国，钌有点晦涩难懂。

事实上，即使你的男人在街上穿着实验服走在离大学化学系很近的街上，他可能对这种神秘的金属还是有点一无所知。不过，事情并不总是这样的。二三十年前，一代又一代的化学家都在研究所谓的金属化学铂钌是其中之一。作为一批钌化学家中的一员，我有责任传播这种元素，这种元素曾被现代无机化学之父之一杰弗里·威尔金森爵士描述为“鉴赏家的元素”。

我回忆起在博士考试中被问到的第一个问题时，“钌”这个名字来源于Ruthenia，是拉丁语中“罗斯”的意思，这是一个历史地区，包括今天的俄罗斯西部、乌克兰、白俄罗斯以及斯洛伐克和波兰的部分地区。1828年，戈特弗里德·奥桑(Gottfried Osann)首先提出了这个名字，他认为自己已经识别出了这种金属，而奥桑的同胞(也是1844年钌的官方发现者)卡尔·克劳斯(Karl Klaus)保留了这个名字，以纪念他在爱沙尼亚塔尔图的出生地;当时是俄罗斯帝国的一部分

钌在20世纪下半叶在大学化学系的流行很大程度上是由于它相对便宜。铂族金属(通常一起被发现)的稀缺性使它们都很昂贵，但与铂不同的是，铑而且钯例如，在汽车催化转换器中使用，钌在历史上没有那么多的需求。事实上，多年来，金属公司庄信万丰(Johnson Matthey)实施了一项贷款计划，他们将向有抱负的研究人员提供100克左右的三氯化钌进行实验，希望化学家们能找到这种材料的新用途。该贷款计划也适用于较昂贵的金属，如铑，但仅限于5克的小罐。贷款计划的一个很好的特点是化学家收集他们实验中含有金属的残留物，并将产生的黑色、有气味的污泥归还给公司用于金属回收。

所以，从20世纪60年代开始，当有机金属化学领域突然进入化学家的意识时，很多人都在用鉴赏家的元素做很多研究。而正是铑反应，让色彩斑斓的威尔金森在实验室里挥舞着起泡的试管，大喊着“谁想要博士学位?”’，这似乎是真的。只要把任何一种铂族金属和尽可能多的有机物质煮沸，然后分析由此产生的令人着迷的丰富的化合物就行了。

事实证明，钌确实配得上威尔金森优雅的描述。虽然元素本身是一种看起来不起眼、相当坚硬的白色金属，但它形成了大量有趣的化合物，这些化合物似乎在反应性和稳定性之间达到了完美的平衡，使它们通常很有用，但很容易处理。像所有铂族金属一样，钌配合物是很好的催化剂。

时光倒流到2005年，伊夫·肖文、鲍勃·格拉布斯和迪克·施罗克因“在有机合成中发展了复分解法”而被授予诺贝尔化学奖;这个合成化学奖对“锅锅炉”来说是一个真正的推动。在格拉布斯精妙的催化剂系统中，哪一种铂族金属是这个非常有用的现代碳碳键形成反应的核心?事实证明，这是一种很酷的钌的碳烯络合物，它得到了恰到好处的结果。

这是一种小众应用，我想威尔金森说的是在正确的地方。事实上，你越仔细地观察，就会发现越多的钌碎片强化了技术的主干。由于其硬度，钌被用于与其他铂族金属的合金中，以制造耐磨的电触点，并且由于钌基薄膜微电子学具有巨大的兴趣，因为这种金属可以很容易地制成图案。

如果你是自来水笔的爱好者，那么你很可能用过钌合金笔。自1944年以来，著名的派克51钢笔就配备了“RU”笔尖;一个14 k黄金笔尖含96.2%钌和3.8%铱．钌化合物还具有良好的光学和电子性质。和它较轻的近亲一样，铁钌易形成多种氧化物，包括一些奇异的氧桥多金属化合物。其中一种材料，钌红，是一种染料，用于在显微镜下染色带负电荷的生物分子，如核酸。钌配合物在抗癌治疗方面也具有巨大潜力。

在众多奇异的钌配合物中，我个人最喜欢的一个是克鲁兹-陶伯离子——两个钌原子被氨分子包围，并由一个吡嗪分子连接(想象一下苯，但有两个氮原子)。这是第一个真正离域的混合价电子。从总的电荷量你知道一个钌离子必须带+3电荷另一个必须带+2电荷但是没有办法分辨出哪个是哪个。它在全世界的表现就好像这两种金属各有两个半的电荷，尽管电荷的单位只有1 !这种化合物引发了“混合价”化学的整个领域，并且是今天令人兴奋的分子电子学领域的一部分。

所以，当你想到化学，正在看另一部关于碳至关重要的纪录片时，或者氢经济方面，想想那些稀有的、精制的元素，比如钌，这些元素只供鉴赏家使用。

克里斯•史密斯

所以这就是为什么我看不清自己写的字——也许Bic公司需要开始在他们的滚轮球中加入一些钌。以上是杜伦大学的乔纳森·斯蒂德的报道。下次再来看看到处都是水壶和锅炉的东西——但也有一些好处。

凯伦Faulds

的钙通常在流经石灰石和白垩中的碳酸钙或其他矿藏中的硫酸钙时进入水中。虽然有些人不喜欢硬水的味道，但硬水通常对你的健康无害。虽然它确实会让你的水壶毛茸茸的!有趣的是，啤酒的味道(我很喜欢的东西)似乎与所用水的钙浓度有关，据说好啤酒的钙浓度应该高于自来水的钙浓度。

克里斯•史密斯

更重要的是酒精浓度至少要达到10%这里没有南方人的软柿子，谢谢。凯伦·Faulds将会在下周的元素中的化学．我是克里斯·史密斯，非常感谢您的收听，再见。