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钌和锇的化学性质有哪些相似之处? 1

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钌和锇的化学性质除了与硫化物或磷化物以及具有像CO,PR3或h5-C5H5为配位体的络合物相似外,还与铁化学略相似。它们的高氧化态,Ⅵ和Ⅷ,比铁更容易得到,形成四氧化物,MO4,卤氧化物和络氧阴离子。Ru、Os和Re的化学性质在络氧、氮及氮化物的络合物方面尤为相似。

对于钌来说,主要的较低氧化态有零,Ⅱ和Ⅲ,而对于锇则是0,Ⅲ和Ⅳ。尽管在二甲基乙酰胺中用氢还原RuCl3所得到的对空气敏感的褐色溶液可能含有RuⅠ物种,但是对于两种元素氧化态Ⅰ的存在没有良好证据。

氧化态0,d8。这种氧化态的化学主要是金属羰基化物,已经知道了两种元素的单核和多核羰基化物。二种类型都能发生取代反应并在多核类中常保留着簇状的结构。它们也发生质子化反应,已知了各种各样的氢化物。

氧化态Ⅱ,d。已知道许多具有CO,PR3和类似的π-酸配位体的Ru和Os络合物。也存在着大量的其它配位体的(主要是氯,氨和其它胺)络合物。已制备出[Ru(H2O)6]2+水合离子,但是它很容易被氧化成[Ru(H2O)6]3+。锇的最特征的络合物是芳胺类络合物。

全部RuⅡ和OsⅡ络合物正如t2g6组态所预料的那样,是八面体和抗磁性的。虽然这些化合物相当不稳定的,但反应常常继续保持构型,所以认为反应是一个缔合机理。

氧化态Ⅲ,d5。以π-酸和σ-给予体为配位体的络合物化学都是很广泛的。钌(Ⅲ)物种比锇(Ⅲ)物种更普遍。所有络合物都是具有一个未成对电子的低自旋型八面体的络合物。

我们注意到许多Ru的络合物具有分数氧化数,如在[Ru2(OOCCH3)4]+中为2.5而更为普遍的是3.5,如在“钌红”中。

氧化态Ⅳ,d4。在这种氧化态中,虽然有少数的阳离子型的物种如[Os(diars)2X2]+,更多的还是中性或阴离子型络合物;但是与Ⅱ和Ⅲ氧化态比较只得到较少的络合物。然而,对于Os却是主要氧化态,OsCl62-离子是很稳定的。

另外,混合氧化态的化合物是共有的,而在高氯酸盐或其它不络合的介质中可能存在着多核络合物。

RuⅣ和OsⅣ络合物都是八面体或畸变的八面体结构,因此应该具有t2g4电子组态。当金属离子的轨道自旋偶合常数变成像在OsⅣ中一样高时,那么这种组态就特别决定于不规则的磁性。在这种情况中主要作用是使得有效磁矩远低于只考虑自旋值(2.84玻尔磁子),在室温下OsⅣ络合物的特征值是1.2~1.7波尔磁子范围内。当温度降低时,有效磁矩将随着绝对温度的平方根而减少。在室温下RuⅣ络合物的正常的磁矩实际上是2.7~2.9波尔磁子,但是当温度降低时,它也随T1/2而减少。在RuⅣ和OsⅣ络合物中关于d-d跃迁了解的很少,这是因为强的电荷转移谱带严重地掩蔽了有关的吸收谱带。

钌和锇的四氧化物可以从水溶液中能够把它蒸馏出来,利用它们高挥发性很容易回收和分离。硝酸能充分氧化锇化合物,但是对钌需要更强的氧化剂。因此OsO4是商品源料,用浓HCl还原RuO4所得到的“RuCl3·3H2O”是制备钌化合物的常用原料。

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