ロジウム

ロジウム: rhodium)は原子番号45の元素元素記号Rh白金族元素の1つ。貴金属にも分類される。銀白色の金属(遷移金属)で、比重は12.5 (12.4)、融点は1966 °C沸点は3960 °C(融点、沸点とも異なる実験値あり)。常温、常圧で安定な結晶構造は面心立方構造[3]で、1000℃以上に加熱すると単純立方格子になる。加熱下において酸化力のあるに溶ける。王水には難溶。高温でハロゲン元素と反応。高温で酸化されるが、更に高温になると再び単体へ分離する。酸化数は-1価から+6価までをとり得る。レアメタルである。

ルテニウム ロジウム パラジウム
Co

Rh

Ir
45Rh
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号 ロジウム, Rh, 45
分類 遷移金属
, 周期, ブロック 9, 5, d
原子量 102.90550
電子配置 [Kr] 5s1 4d8
電子殻 2, 8, 18, 16, 1(画像)
物理特性
固体
密度室温付近) 12.41 g/cm3
融点での液体密度 10.7 g/cm3
融点 2237 K, 1964 °C, 3567 °F
沸点 3968 K, 3695 °C, 6683 °F
融解熱 26.59 kJ/mol
蒸発熱 494 kJ/mol
熱容量 (25 °C) 24.98 J/(mol·K)
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 2288 2496 2749 3063 3405 3997
原子特性
酸化数 6, 5, 4, 3, 2, 1[1], -1(両性酸化物
電気陰性度 2.28(ポーリングの値)
イオン化エネルギー 第1: 719.7 kJ/mol
第2: 1740 kJ/mol
第3: 2997 kJ/mol
原子半径 134 pm
共有結合半径 142±7 pm
その他
結晶構造 面心立方
磁性 常磁性[2]
電気抵抗率 (0 °C) 43.3 nΩ·m
熱伝導率 (300 K) 150 W/(m·K)
熱膨張率 (25 °C) 8.2 µm/(m·K)
音の伝わる速さ
(微細ロッド)
(20 °C) 4700 m/s
ヤング率 380 GPa
剛性率 150 GPa
体積弾性率 275 GPa
ポアソン比 0.26
モース硬度 6.0
ビッカース硬度 1246 MPa
ブリネル硬度 1100 MPa
CAS登録番号 7440-16-6
主な同位体
詳細はロジウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP
99Rh syn 16.1 d ε - 99Ru
γ 0.089, 0.353, 0.528 -
101Rh syn 3.3 y ε - 101Ru
γ 0.127, 0.198, 0.325 -
101mRh syn 4.34 d ε - 101Ru
IT 0.157 101Rh
γ 0.306, 0.545 -
102Rh syn 207 d ε - 102Ru
β+ 0.826, 1.301 102Ru
β- 1.151 102Pd
γ 0.475, 0.628 -
102mRh syn 2.9 y ε - 102Ru
γ 0.475, 0.631, 0.697, 1.046 -
103Rh 100% 中性子58個で安定
105Rh syn 35.36 h β- 0.247, 0.260, 0.566 105Pd
γ 0.306, 0.318 -

名称

ギリシャ語バラ色を意味する rhodeos が語源[4]。これは塩の水溶液がバラ色になるため[4]

用途

需要の大半がガソリン車の排ガス浄化用触媒である三元触媒の一材料として使われ、一酸化炭素(CO)や窒素酸化物(いわゆるNOx)の浄化を主に担っている。また、めっき(ロジウムめっき)にも使われ、特にプラチナホワイトゴールドなどの銀白色の貴金属製装身具の着色、保護用に多用される。プラチナとの合金は、坩堝や熱電対に利用される。有機合成化学においては不飽和結合を水素化する際の触媒として有用なウィルキンソン触媒の中心金属で、直鎖炭化水素を脱水素して芳香族を製造する触媒にも塩化ロジウムが使われている。

2014年には自動車用触媒向けの需要が増加し、過去30年で生産量が最高となった[5]

歴史

1803年ウィリアム・ウォラストンによって白金鉱石から発見された[4]。現在でも白金鉱石から不純物として産出される。

2014年に、価格は1/3ほどで同等以上の性質をもつ合金が京都大学により開発され、代替利用が期待されている[6][7]。これは周期表上でロジウムの両隣に位置するルテニウムとパラジウムとの合金であり、通常は合金にならない金属同士を原子レベルで混ぜ合わせることでロジウムに近い電子状態を形成する技術である。

ロジウムの化合物

同位体

脚注

  1. Rhodium: rhodium(I) fluoride compound data”. OpenMOPAC.net. 2009年8月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年12月10日閲覧。
  2. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds (PDF) (2004年3月24日時点のアーカイブ), in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  3. David A. Young (1991). PHASE DIAGRAM OF THE ELEMENT. Univ of California Pr on Demand. pp. 27. ISBN 0520074831. https://www.osti.gov/servlets/purl/4010212
  4. 桜井弘 『元素111の新知識』 講談社、1998年、216頁。ISBN 4-06-257192-7。
  5. ロジウム価格、再び上昇か-下落で自動車の触媒向け需要回復”. ブルームバーグ (2014年2月12日). 2018年11月19日閲覧。
  6. 中道理 (2014年1月24日). “京都大学、ロジウムの特性を持つ合金を開発”. 日本経済新聞. http://www.nikkei.com/article/DGXNASFK2302H_T20C14A1000000/ 2014年2月1日閲覧。
  7. “1面記事”. 日刊鉄鋼新聞. (2014年1月30日)
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