铑
原子序数为45的化学元素
铑（拼音：lǎo，注音：ㄌㄠˇ，粤拼：lou5；英语：Rhodium；旧译錴），是一种化学元素，其化学符号为Rh，原子序数为45，原子量为102.90550 u。铑是一种稀有、坚硬、抗腐蚀、在化学上较为惰性的银白色过渡金属元素。铑是一种惰性金属，同时是铂系元素的一员，为最为稀有和贵重的贵金属之一。铑在自然界中只存在一种同位素103Rh。自然界中的铑通常以金属态的形式与性质相近的金属元素形成合金，偶以硫铱铂铑矿或硫铑铅矿等化合物形式存在。
铑常和其他铂系元素一起在铂矿石或镍矿石中被发现。它首先由英国化学家威廉·海德·伍拉斯顿于1803年发现，并以它的一种氯化合物的玫瑰色命名。
历史
性质
铑是一种坚硬耐用的金属，具有很高的反射率，拥有比铂更高的熔点和更低的密度。多数的酸无法侵蚀铑，其不溶于硝酸而微溶于王水。即使处于加热状态，铑也难以形成氧化物[17]，仅在熔点时吸收大气中的氧，然而一旦固化就又将氧释出[18]。
化学性质
| 铑的氧化态 | |
|---|---|
| +0 | Rh4(CO)12 |
| +1 | RhCl(PH3)2 |
| +2 | Rh2(O2CCH3)4 |
| +3 | RhCl3, Rh2O3 |
| +4 | RhF4, RhO2 |
| +5 | RhF5, Sr3LiRhO6 |
| +6 | RhF6 |
和钌、锇元素不同，铑并不与氧形成具挥发性的化合物。目前已知的稳定氧化物包括：Rh2O3、RhO2、RhO2·xH2O、Na2RhO3、Sr3LiRhO6以及Sr3NaRhO6[20]。铑几乎所有可能的氧化态都能和卤素形成化合物，例如：三氯化铑、四氟化铑、五氟化铑以及六氟化铑等，其中最广为人知的就是威尔金森催化剂，即氯化三(三苯基膦)合铑(I)。这种催化剂主要用于氢甲酰化反应以及烯烃的氢化反应[21]。
同位素
来源
铑是地球的地壳中最稀有的元素之一，丰度约为 0.0002 ppm (2 × 10−10)。[25]它的稀有度影响其价格及其在商业应用中的使用。铑在镍陨石的丰度通常为 1 ppb。[26]马铃薯中的铑含量在 0.8 到 30 ppt 之间。[27]
核废料
用途
铑的主要用途是在汽车中作为催化转换器，将有害的未燃烧碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物废气转化为毒性较低的气体。在2012 年全球消耗的 30,000公斤铑中，81%（24,300公斤）的铑就用于此应用，并且从旧转换器中回收了 8,060公斤铑。大约有964 公斤的铑用于玻璃工业，主要用于生产玻璃纤维和平板玻璃，还有2,520 公斤的铑用于化学工业。[32]
催化剂
铑催化剂用于许多工业过程，尤其是通过蒙山都法，把甲醇催化羰基化成乙酸。[34]它还用于催化氢硅烷与分子中的双键的加成，这一过程在某些硅胶的制造中很重要。[35]铑催化剂也可以把苯还原成环己烷。[36]
观赏用途
铑可用于珠宝和装饰品。它在白色黄金和铂上进行电镀，在销售时赋予其反光的白色表面，之后薄层会随着使用而磨损。它也可用于涂层纹银，以防止锈蚀（硫化银 Ag2S，由大气中的硫化氢 H2S 产生)。纯铑首饰非常稀有，其中的原因更多是因为制作难度大（熔点高，延展性差），而不是价格问题。[38]它的高成本使得铑仅能电镀。当银、金或铂等更常用的金属被认为不够用时，铑也用于荣誉或象征精英地位。1979年，《吉尼斯世界纪录》送给保罗·麦卡特尼一张镀铑唱片，以表彰他是历史上最畅销的词曲作者和唱片艺术家。[39]
其它用处
在汽车制造中，铑还用于制造大灯反射器。[45]
78g的铑样本
金属芯催化转换器的剖视图
镀铑的白色黄金婚戒
铑箔和铑丝
危害
| 铑 | |
|---|---|
| |
| 危险性 | |
| H-术语 | H413 |
| P-术语 | P273, P501[46] |
| NFPA 704 |
 0
0
0
|
| 若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。 | |
作为一种贵金属，纯铑是惰性且无害的。[47]不过，铑配合物可以是高反应性的。对于氯化铑(RhCl3)，大鼠的半数致死量 (LD50) 为 198 mg/kg。[48]类似其它贵金属，铑的生物用处不明。
人们可以通过吸入在工作场所接触到铑。职业安全与健康管理局 (OSHA) 已指定工作场所中的铑的允许暴露极限为 0.1 mg/m3（8小时工作日），而美国国家职业安全卫生研究所 (NIOSH) 则把推荐接触限值 (REL)定位相同的值。在 100 mg/m3的浓度下，铑就达到了立刻对生命和健康造成危险值。[49]对于可溶的铑化合物，它们的 PEL 和REL 都是 0.001 mg/m3。[50]
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外部链接
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- EnvironmentalChemistry.com —— 铑（英文）
- 元素铑在The Periodic Table of Videos（诺丁汉大学）的介绍（英文）
- 元素铑在Peter van der Krogt elements site的介绍（英文）
- WebElements.com – 铑（英文）