铑

米拉Senthilingam

本周，一种稀有且不愿反应的元素让它变得如此特别。Lars Öhrström。

佬司Ohrstrom

21年前的一个早春，我兴奋地走到斯德哥尔摩皇家理工学院(Royal Institute of Technology)的校园邮局去取一个小包裹，里面装着一个更小的塑料瓶，半瓶紫色粉末。我恭敬地签收了包裹，并郑重地把它带回了实验室，因为里面的50克氯化铑，对我这样的博士生来说，代表着半年多的收入。

我和铑的爱情故事就这样开始了，尽管从那以后我经常不忠，耻辱地爱上了这些平凡的金属锌而且钙在美国，这种原子序数为45的过渡金属在我心中仍有特殊的地位。

氯化铑，听起来很像钠氯，但相似之处只是表面的。首先，我的铑原子处于3个氧化态，因此每个金属离子需要3个氯离子，然后，当然，还有皇家的颜色。然而，这种差异要深远得多，因为铑的化学成分比钠的化学成分丰富得多。

我们的氯化铑将被用作我们计划制造和研究的新型铑化合物的起始材料，这些化合物作为催化剂，可以使反应进行得更快，而不会在反应过程中被消耗。在这些催化剂中，铑通常处于+ 1或+ 3的氧化态。

如果买银光闪闪的铑金属会更便宜。然而，这是不切实际的，因为这种高贵的铂族元素是元素周期表中最不活泼的金属之一。它只能勉强地与炼金术士著名的王水发生反应，王水是浓硝酸和盐酸的强效混合物，很容易溶解黄金．然而，这是英国科学家威廉·海德·沃拉斯顿使用的方法，当时他第一次从一个样品中分离出铑铂沃拉斯顿和他的朋友兼同事史密森·坦南特在1800年的平安夜买下了这种矿石，从今天的哥伦比亚走私到英国。

这个样品不仅产生了玫瑰色的氯化铑溶液，促使沃拉斯顿将这种新元素命名为铑——来自希腊语中的玫瑰——而且他还可以分离出这种新元素钯第一次。坦南特还发现了过渡金属锇而且铱在同一个样本中。

虽然在我的研究小组中，我们对使用铑化合物作为催化剂构建有机分子感兴趣，但大多数人都接触到这种金属，因为它能够催化汽车尾气中的分子分解。虽然“接触”这个词有点夸张，因为汽车中含有铑的部件，但催化转换器通常是业余机械师无法接触到的。

然而，在某些车型上，盗窃这些含有贵金属的设备是很容易的，其中还存在钯和铂，这正在成为一个问题。这反映了这些元素的极度稀缺性，这也解释了我读研究生时买的氯化铑为何价格如此之高。事实上，它们是如此罕见，以至于年产量是以公斤而不是吨来计算的。是的，催化转化器中的金属是可循环利用的，目前占每年铑供应量的10%左右，其余的最大份额，约2万公斤，来自南非的矿山。

铑在催化转化器中的具体作用是分解氮氧化物，即所谓的NOX排放，给氧气还有氮气，我们呼吸的空气的主要成分。

化学工业，就像我以前的研究小组一样，对用铑来构建分子很感兴趣。例如，直到最近，铑还是制造人类最古老的化学物质乙酸的主要催化剂。它取代了上面的元素周期表钴在20世纪60年代后期的这个过程中，一个典型的例子现在被称为绿色化学使这个过程更节能，产生更少的副产物。这一点很重要，因为全世界的化工厂每年生产大约500万吨醋酸。然而今天，铑的近邻铱在很大程度上取代了这一角色。

而且，如果你嚼口香糖，你很可能会遇到铑催化的另一种结果:薄荷醇。这种具有独特薄荷气味的物质最初是从不同种类的薄荷植物中提取的，对这种物质的需求远远超过了天然来源，现在每年生产数千吨，由日本诺贝尔奖得主野依良治设计。

所以，与其把这种金属与巨大的财富联系起来，比如当吉尼斯世界纪录1979年，美国唱片公司授予保罗·麦卡特尼一张镀铑唱片，以表彰他是历史上最畅销的作曲家和唱片艺术家。下次有人提到铑时，你可能会想到口香糖。

米拉Senthilingam

所以当我们呼出薄荷味时，我们要感谢铑。这是Lars Öhrström来自瑞典Chalmers tekniska högskola，拥有稀有珍贵的铑化学物质。下周一个元素在元素周期表中占有重要地位。

布莱恩·克莱格

100这个数字对人类来说意义重大。部分原因是我们的数字系统是以10为基础的，所以10个10似乎有特殊的意义。以年为单位，它是一个人的最长寿命，使一个世纪不仅仅是历史时间轴上的一个有用的划分。但在自然界中，100并不那么重要。作为100号元素没有什么镄突出——元素周期表对以10为底没有任何意义。但很难不去想，fermium在某些方面一定是特殊的。

米拉Senthilingam

想知道fermium是否真的有什么特殊的特性，请加入Brian Clegg下周的节目元素中的化学．在那之前，我是Meera Senthilingham，感谢大家的收听。