?鉑系金屬屬周期系第Ⅷ族元素，又稱鉑系、稀貴金屬，包括鉑（Pt）、鈀（Pd）、鋨（Os）、銥（Ir）、釕（Ru）、銠（Rh）六種金屬。在元素周期表中屬第5,6周期。本族元素在寶石學(xué)中的應(yīng)用廣泛，其中鈀金首飾-白色貴金屬新寵，國際時(shí)尚流行飾品鉑金、鈀金為鉑族里蘊(yùn)藏量最小的兩種礦物，此二種的冶金性質(zhì)相當(dāng)類似，因其同樣稀有、用途相類似，所以常在各種應(yīng)用上互做替代品。
鉑族金屬具有熔點(diǎn)高、強(qiáng)度大、電熱性穩(wěn)定、高溫抗氧化性能強(qiáng)、催化活性良好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車尾氣催化凈化劑、氫燃料電池、電子元件、專業(yè)醫(yī)藥、珠寶以及投資等方面。
鉑族金屬以其特別可貴的性能和資源珍稀而著稱；與金、銀合稱“貴金屬”。但其發(fā)現(xiàn)與利用相對于金、銀來說要晚得多。金、銀飾品在人類紀(jì)元之前的墓葬中就有發(fā)現(xiàn)，而人類對鉑族金屬的了解和利用，不過兩百 多年的歷史。
其中鉑發(fā)現(xiàn)最早，1735 年由尤爾洛）發(fā)現(xiàn)，其余幾種元素都遲至19世紀(jì)才陸續(xù)有所了解，如鈀是1803年由沃拉斯頓發(fā)現(xiàn)，釕是1845年科勞斯（K.Claus）發(fā)現(xiàn)。雖然發(fā)現(xiàn)晚，但很快了解到它們有一些可貴的功能，因而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和尖端技術(shù)中。因此被稱為“現(xiàn)代貴金屬”。據(jù)報(bào)道，從公元前4000年到19世紀(jì)末，全球累計(jì)產(chǎn)金2.9萬t，19世紀(jì)世界平均年產(chǎn)金123t；到1973～1980年，世界平均年產(chǎn)金量達(dá)1375t。
鉑族金屬的世界產(chǎn)量從1969年開始超過100t，80年代末便翻了一番，達(dá)到200t（張文樸，1997），90年代初年產(chǎn)近 300t。從這些數(shù)據(jù)不難體會(huì)出“貴金屬”與“現(xiàn)代貴金屬”深層的涵義：二者都是珍稀而貴重，而鉑族元素雖然絕對數(shù)量比不上金、銀，但其發(fā)展的速度深刻體現(xiàn)出“現(xiàn)代”的涵義。
發(fā)現(xiàn)
鉑族金屬
當(dāng)一個(gè)老年的大質(zhì)量恒星死亡時(shí)，會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā)，此時(shí)，原本的輕核就會(huì)結(jié)合為重核，也就會(huì)形成那些重金屬，那些重核就留在四周的空間中，部分就來到了地球。
鉑族金屬
例如鉑還有良好的塑性和穩(wěn)定的電阻與電阻溫度系數(shù)，可鍛造成鉑絲、鉑箔等；它不與氧直接化合，不被酸、堿侵蝕，只溶于熱的王水中；鈀可溶于濃硝酸，室溫下能吸收其體積350～850倍的氫氣。
銠和銥不溶于王水，能與熔融氫氧化鈉和過氧化鈉反應(yīng)，生成溶解于酸的化合物；鋨與釕不溶于王水，卻易氧化成四氧化物。它們的主要物理和機(jī)械性質(zhì)見表3.17.1。
學(xué)術(shù)性質(zhì)
編輯本段
主要物理性質(zhì)
鉑族金屬除鋨為藍(lán)灰色金屬外，其他均為銀白色金屬。大多數(shù)鉑族金屬都能吸收氣體，特別是氫氣。鈀吸氫 能力最強(qiáng)，常溫下1體積鈀能吸收900～2800體積的氫。在真空下加熱到100℃，溶解的氫就完全放出來了。鈀有吸氫和透氫的特性：一定體積的鈀常溫下能吸收比它本身大900倍甚至2800倍的氫氣（見貯氫材料）。鉑吸收氧的能力強(qiáng)，1體積鉑可吸收70體積的氧。當(dāng)粒度很細(xì)如鉑黑、鈀黑或呈膠態(tài)時(shí)，吸附能力更強(qiáng)，故它們有良好的催化特性。純鉑和鈀有良好的延展性，不經(jīng)中間退火的冷塑性變形量可達(dá)到90%以上，能加工成微米級的細(xì)絲和箔。銠和銥的高溫強(qiáng)度很好，但冷塑性加工性能稍差。鋨和釕硬度高，但機(jī)械加工性能差，用粉末冶金方法制得的金屬釕在1150～1500℃時(shí)才能進(jìn)行少量塑性加工，而鋨即使在高溫下也幾乎不能進(jìn)行塑性加工。
主要化學(xué)性質(zhì)
鉑族金屬是典型的貴金屬，其化學(xué)穩(wěn)定性特別高，具有很好的抗腐蝕和抗氧化能力。它們能抵抗普通酸和化學(xué)試劑的腐蝕，鉑不與普通酸作用，但能緩慢地溶解于王水中生成氯鉑酸（H2PtCl6）。鈀在鉑族中較為活潑，對酸的抗蝕能力稍差，能很快溶于硝酸。銥、銠、釕能抗單一的酸和化學(xué)試劑侵蝕，甚至王水也很難溶解它們。
鉑和銠的抗氧化性很好，在空氣中能長期保持光澤，不被氧化。在高溫下鉑和銠與氧氣作用生成揮發(fā)性的氧化物，增加它的蒸發(fā)速度。粉末狀的銥在空氣或氧氣中于 600℃時(shí)氧化，生成一層氧化銥（IrO2）薄膜。這種氧化物在高于1100℃時(shí)分解，使金屬恢復(fù)原有光澤。銥是惟一可以在氧化性氣氛中使用到2300℃而不嚴(yán)重?fù)p失的金屬。釕、鋨容易被氧化，在室溫下，鋨的表面就生成藍(lán)色的氧化膜（OsO2）。四氧化鋨（OsO4）和四氧化釕（RuO4）都是揮發(fā)性的有毒化合物，能刺激粘膜，侵害皮膚。
鉑族金屬均為過渡金屬，有多個(gè)化合價(jià)，其穩(wěn)定的化合價(jià)為：釕+3，銠+3，鈀+2、+4，鋨+3、+4，銥+3、+4，鉑+2、+4。它們都有強(qiáng)烈生成絡(luò)合物的傾向，最常見的配位數(shù)為4和6。
鉑具有優(yōu)良的熱電穩(wěn)定性、和高溫抗氧化性和高溫抗腐蝕性。鈀能吸收比其體積大2800倍的氫，且氫可以在鈀中自由通行。銥和銠能抗多種氧化劑的侵蝕，有很好的機(jī)械性能。釕能與氨結(jié)合，但不起化學(xué)反應(yīng)，類似某些細(xì)菌所特有的性能。鋨很脆和很硬，體積彈性模量最大。鋨、釕都易氧化，其氧化物有刺激性，毒性大等等。
至今已發(fā)現(xiàn)200 余種鉑族元素礦物?？煞譃?大類：
自然鉑、自然鈀、自然銠、自然鋨等；
鈀鉑礦、鋨銥礦、釕鋨銥礦，以及鉑族金屬與鐵、鎳、銅、金、銀、鉛、錫等以金屬鍵結(jié)合的金屬互化物；
鉑、鈀、銥、鋨等與鉍、碲、硒、銻等以金屬鍵或具有相當(dāng)金屬鍵成分的共價(jià)鍵型化合物；
鉑族元素的主要礦物及其組成見表3.17.2。工業(yè)礦物主要有砷鉑礦、自然鉑、等軸鉍碲鈀礦、碲鈀礦、砷鉑鋨 礦、碲鈀銥礦及鉍碲鈀鎳礦。砷鉑礦和等軸鉍碲鈀礦多見于原生鉑礦床，自然鉑多產(chǎn)于砂鉑礦。貴稀金屬是貴金屬和稀有金屬的總稱。由于金和銀由人民銀行專營，物資部門經(jīng)營的貴金屬主要是鉑族元素，而硒、碲、砷屬稀散元素，通常稱為半金屬。 鉑：鉑是銀白色金屬，熔點(diǎn)為 1769 度，密度為 21.45g /cm3，主要用于電氣、儀表、化學(xué)工業(yè)、裝飾品及制作精密合金等。
鈀：鈀是銀灰色金屬，熔點(diǎn) 1552 度，密度 12.16g /cm3，可塑性好，在貴金屬中耐蝕性較差，供電氣、儀表、化工工業(yè)、裝飾品及制作精密合金等用。
銠：銠是銀白色金屬，熔點(diǎn)為 1964 度，密度為 12.45g /cm3，是脆性金屬。供電氣、儀表、高溫合金及精密合金等用。
銥：銥是銀灰色金屬，熔點(diǎn)為 2443 度，是貴金屬中熔點(diǎn)最高的。密度為 22.4g /cm3，是密度第二大的金屬。是脆性金屬，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿腐蝕，硬度高。用于電氣、化學(xué)、儀表、輕工等方面，配制精密合金。
鋨：鋨是灰藍(lán)色金屬，熔點(diǎn)為 3033度，密度為22.48 g/cm3，是密度最大的金屬。高熔點(diǎn)金屬，性脆。主要用于電氣、儀表、化學(xué)工業(yè)及合金等。
釕：釕是銀白色金屬，熔點(diǎn)為2334度，密度12.37 g/m3。用于電氣、儀表、化學(xué)工業(yè)、高溫合金及精密合金等用。
鎵：液態(tài)鎵為銀白色金屬，固態(tài)鎵為藍(lán)色結(jié)晶金屬，質(zhì)地柔軟，熔點(diǎn)為 29.8 度，密度是 5.9g /cm3，在空氣中化學(xué)性能穩(wěn)定，鎵主要用于半導(dǎo)體工業(yè)、制作溫度計(jì)、配制易熔金屬等。
銦：銦是銀白色金屬，熔點(diǎn) 156.6 度，密度為 7.31g /cm3，比鉛還軟，延展性好，化學(xué)性能穩(wěn)定，主要用于配制貴金屬合金，低熔點(diǎn)合金，軸承合金以及、電鍍等工業(yè)方面。
硒：硒是黑色或深灰色玻璃狀無定型錠塊（紅硒與灰硒為硒的結(jié)晶變體，主成分不變），屬于稀散元素，也稱半金屬。硒的熔點(diǎn)為 220 度，沸點(diǎn)為 685 度，密度為 40808g /cm3，質(zhì)脆，主要用于制造整流器、硒感光板、復(fù)印硒鼓、合金、搪瓷和玻璃工業(yè)等方面。 碲：碲是一種銀灰色半金屬，屬稀散元素，熔點(diǎn)為 450 度，密度為 6.24g /cm3，質(zhì)脆，具有很高的電阻系數(shù)，是逆磁性金屬，所以是良好的半導(dǎo)體材料。主要用來制作半導(dǎo)體器件、合金、化工原料及鑄鐵、橡膠、玻璃等產(chǎn)品的添加劑。 砷：砷是銀灰色半金屬，屬稀散元素。砷的熔點(diǎn)為 814 度，在 613 度時(shí)即升華，砷在空氣中易氧化，砷的氧化物有劇毒（俗稱砒霜），砷的密度為 5.73G /cm3，不溶于水，也不溶于有機(jī)溶劑，用于制作合金和半導(dǎo)體器件等。
鉑類金屬在地殼中的自然儲量為8萬噸，可開采儲量7.1萬噸，其中，鉑占50%，鈀占35%，釕占9%，銠占6%。早期的鉑礦來源于哥倫比亞，主要產(chǎn)地為南非、蘇聯(lián)、加拿大等。 南非鉑礦一部分是天然的鉑鐵合金，一部分以硫化物形式與鐵、鎳、銅的硫化礦共存；已探明的可采儲量約18000噸，總儲量達(dá)62200噸，礦石品位3～8克/噸。加拿大的鉑族金屬主要以硫化物和砷化物與銅、鎳硫化礦伴生?？刹蓛α?80噸，總儲量497噸，礦石品位0.5～0.8克/噸。蘇聯(lián)鉑礦有砂礦和共生礦，可采儲量6220噸，總儲量12440噸，礦石品位8～10克/噸。此外，中國、美國、澳大利亞等均有共生礦床。所有礦石中，鉑與其他鉑族金屬總是共存的。鉑族中，鉑、鈀的量最大，二者合計(jì)約占鉑族總量的90%。其他銠、銥、鋨、釕合計(jì)僅約占鉑族總量的10%。前蘇聯(lián)礦石中的鈀約占鉑族總量的60%，其他國家的礦多以鉑為主。
