1803年W.H.沃拉斯顿从粗铂中分离出两种新元素钯和铑。为纪念1802年新发现的小行星武女星(Pallas)而命名。
钯
化学元素,元素符号Pd,原子序数46,原子量106.42(1),属周期系Ⅷ族,铂系元素。
- 英文名称
- palladium
- 元素符号
- Pd
- 原子序数
- 46
- 原子量
- 106.42(1)
- 性状
- 银白色金属,质地柔软
- 熔点
- 1554.8℃
- 沸点
- 2963℃
- 密度
- 12.0克/厘米3
- 所属学科
- 化学
钯在地壳中的含量为1.5×10-6%,是铂系元素中含量最低的一个。有90%以上的钯储藏在南非和俄罗斯。在自然界中与其他铂系元素共生,尤其常与铂伴生于各种镍和铜的矿石中,如原铂矿、硫化镍铜矿、镍黄铁矿、含钯磁黄铁矿、含钯黄铜矿、自然铂、铱锇矿等,还以自然钯、六方钯矿、钯铂矿、一铅四钯矿、锑钯矿、铋铅钯矿、锡钯矿、铅锡铂钯矿、硒铜钯矿、铋银钯矿、砷铅钯矿、含钯铜方硒钴矿、钯华等形式存在于自然界中。钯有6种稳定同位素:钯-102、钯-104、钯-105、钯-106、钯-108、钯-110,已知的放射性同位素有29种。
银白色金属,质地柔软;熔点1554.8℃,沸点2963℃,密度12.0克/厘米3;具有良好的延展性和可塑性,能锻造、压延和拉丝。钯能吸收大量的氢气,生成钯的氢化物。吸足氢气的钯粉会在空气中自燃。1体积的钯可吸收900体积的氢气。吸收了氢的钯虽保持金属状态,但体积显著胀大、变脆以至破裂成碎片,同时降低了金属的导电率和磁化率。氢气透过钯片的能力也极强。由于在400℃时氢气通过钯片扩散的速度很快,可以利用钯片得到高纯氢。海绵状或胶状钯吸氢能力更强。加热至40~50℃时,所吸收的氢气大部分释出。加热至高温则全部释出。
钯原子的电子组态为(Kr)4d105s0,氧化态+2、+3、+4,+3态少见。钯与铂化学性质相似,但比锇、铱、铂活泼。钯能耐氢氟酸、磷酸、高氯酸、盐酸和硫酸蒸气的腐蚀,但在100℃有空气存在的条件下就会被其中某些酸气所腐蚀。钯有形成配位化合物的强烈倾向,可以和氰、异腈、羰基、烯烃、炔烃、卤素及氧、硫配位,还有良好的催化性能。向K2[PdCl6]溶液中加入碱,可以得到PdO2·H2O沉淀,在室温下缓慢放出氧气,在200℃下转变为PdO。800~840℃时,在氧气流中加热金属钯或者熔融钯粉、KOH和KNO3的混合物,都能生成黑绿色的PdO。PdO是唯一稳定的钯氧化物,在820℃开始分解为钯与氧。化合物以二氯化钯较为重要。利用二氯化钯易被氢还原为金属的特性,可以将钯与其他铂系元素分离。
用王水处理精选的砂铂矿或富铂矿,使钯和铂等一起溶解,再加氯化铵使铂以氯铂酸铵的形式沉淀并除去,在滤液中加入氨水和盐酸,使钯形成二氯二氨合钯沉淀。灼烧沉淀物,磨细,在氢气流中加热还原,制得海绵钯。存在于硫化铜镍矿中的钯,可在生产铜、镍时通过处理电解铜镍的阳极泥得到。
钯在化学工业中主要用作催化剂,例如,在石油裂解的过程中催化制得高质量汽油和其他一些化工产品,也用于催化生产一些化学必需品。60%铂和40%银的合金用在电话替续器中作为触头可减少噪声,延长使用寿命。钯与钌、铱、银、金、铜、镍熔成合金,可提高钯的电阻率、硬度和拉伸强度。钯钌与金、银、镍的合金可制作振动式电压调压器中的触头、厚膜电路上的电容和电阻,也用于牙医治疗和制作首饰。含钯的金铂合金可作热电偶温度控制器。钯与银、铜和镍的合金可用于硬焊。金属钛含0.1%钯后,可提高抗盐酸腐蚀的能力。钯代替价格较高的铂制作催化转换器,可以提高汽车燃料的使用效率。