铂金


铂金

文章插图
铂金铂金(Platinum,简称Pt),是一种天然形成的白色贵重金属 。铂金早在公元前700年就在人类文明史上闪出耀眼的光芒,在人类使用铂金的2000多年历史中,它一直被认为是最高贵的金属之一 。
【铂金】在矿物分类中,铂族元素矿物属自然铂亚族,包括铱、铑、钯和铂的自然元素矿物 。铂族元素矿物均为等轴晶系,单晶体极少见,偶尔呈立方体或八面体的细小晶粒产出 。
基本介绍中文名:铂金
外文名:Platinum
沸点:3827°C
熔点:1772°C
特性:铂密度高、延展性高
属性:过渡金属
性质物理性质纯铂为带光泽、有可延展性的银白色金属 。它的可延展性是所有纯金属中最高的,胜过金、银和铜,但其可锻铸性却比金低 。铂金属的抗腐蚀性极强,在高温下非常稳定,电性能亦很稳定 。它在任何温度下都不会氧化,但可被各种卤素、氰化物、硫和苛性硷侵蚀 。铂不可溶于氢氯酸和硝酸,但会在热王水中溶解,形成氯铂酸(H2PtCl6) 。这些物理性质都使铂成为了工业上套用广泛的金属 。由于能够抵抗侵蚀和保留光泽,所以铂还可以用于制首饰 。化学性质铂的最常见氧化态为+2和+4 。铂的+1和+3较少见,双金属(或多金属)化合物中的金属键可以提高其稳定性 。四配位铂(II)化合物通常具有由16个电子形成的平面四边形结构 。单质铂金属的反应性很低,但它会在热王水中溶解,产生氯铂酸(H2PtCl6):Pt + 4 HNO3+ 6 HCl → H2PtCl6+ 4 NO2+ 4 H2O
铂属于软酸,所以铂和硫有化学亲和性,例如和二甲基亚碸(DMSO);科学家已发现多种DMSO配合物 。同位素铂有六种自然同位素:Pt、Pt、Pt、Pt、Pt和Pt 。其中丰度最高的是Pt,它占了所有自然铂元素的33.83% 。它是唯一自旋不为零的稳定同位素;其自旋为/2,所以在H和P的核磁共振波谱中(例如铂-烷基配合物及铂-膦配合物)常会出现Pt的卫星波峰 。同位素Pt的丰度最低,仅有0.01% 。Pt是唯一不稳定的自然同位素,但其半衰期有6.5×10年 。Pt可以进行α衰变,但人们未观测到它的衰变(半衰期已知要大于3.2×10年),所以可当做稳定同位素 。人工合成的铂同位素共有31种,原子量在166和202之间,所以已知的铂同位素总共有37种 。在人造同位素之中,稳定性最低的是Pt,其半衰期只有300μs;而最稳定的则是Pt,其半衰期为50年 。大部分铂同位素都会混合进行β衰变和α衰变 。Pt、Pt和Pt主要以电子捕获的方式衰变 。Pt和Pt进行双β衰变 。存量铂非常罕见,在地壳中的浓度只有百万分之0.005 。铂金属常被误认为是银 。自然界中的铂常以未经化合的单质出现,或与其他铂系元素或铁形成合金 。单质铂元素通常出现在沖积层次生矿床 。前哥伦布时期哥伦比亚乔科省的居民曾经开採过的沖积层矿床至今仍然仍出产铂系金属 。另一大沖积层矿藏位于俄罗斯乌拉尔山脉 。在镍和铜矿中,铂系金属会以硫化物(如(Pt,Pd)S)、碲化物(如PtBiTe)、锑化物(PdSb)和砷化物(如PtAs2)的形态出现,并且也会与镍或铜形成合金 。砷铂矿石(砷化铂P,tAs2)也是此金属的主要矿源,它出现在镍矿当中,主要分布在加拿大安大略的索德柏立盆地 。1927至1975年间,美国阿拉斯加州普拉蒂纳姆(Platinum,即“铂”之意)共产出17吨铂元素 。矿场于1990年停止作业 。较罕见的硫砷铂矿((Pt,Pd,Ni)S)中含有铂、钯和镍元素 。硫砷铂矿出现在南非豪登省布希维尔德杂岩体中的美兰斯基矿层中 。1865年,人们在南非布希维尔德地区发现了铬铁矿,其后于1906年又发现了铂矿 。其最大原生矿床位于布希维尔德杂岩体 。其余两大矿床位于俄罗斯诺里尔斯克的大型铜镍矿,以及加拿大的索德柏立盆地 。索德柏立盆地的镍矿开採量巨大,因为其中的铂元素只占百万分之0.5 。美国则有较小的矿藏,例如蒙大拿州的阿布萨洛卡山脉 。2010年,南非为铂的最大产国,其占总产量的77%,其次为占13%的俄罗斯 。2010年铂的全球总产量为192吨 。印度泰米尔纳德邦亦有铂矿藏,为此印度地质调查局已与泰米尔纳德矿物有限公司(TAMIN)签署协定 。月球和陨石中的铂含量更高,因此在地球上经火流星撞击后火山喷发的区域会有较高的铂丰度 。这种矿藏具有商业开採价值,例如索德柏立盆地 。化合物卤化物氯铂酸是十分重要的铂化合物,可以用来生产许多其他的铂化合物 。氯铂酸本身的套用广泛,包括摄影、锌蚀刻、不褪色墨水、电镀、镜子、瓷器上色以及催化剂等 。氯铂酸经铵盐(如氯化铵)处理后,会产生氯铂酸铵 。氯铂酸铵在氨溶液中的可溶性较低 。在氢气中经加热后,氯铂酸铵会还原成铂金属 。氯铂酸钾的可溶性同样较低;在重力测量实验中,氯铂酸可用于探测钾离子 。氯铂酸在被加热时,会经过四氯化铂和二氯化铂,再分解成单质铂元素 。此反应并不分步骤发生:(H3O)2PtCl6·