鈀

1803年，英國化學家武拉斯頓從鉑礦中又發現了一個新元素。他將天然鉑礦溶解在王水中，除去酸後，滴加氰化汞（Hg(CN)₂）溶液，獲得黃色沉澱。將硫磺、硼砂和這個沉澱物共同加熱，得到光亮的金屬顆粒。他稱它為palladium（鈀），元素符號定為Pd。這一詞來自當時發現的小行星智神星Pallas，源自希臘神話中司智慧的女神巴拉斯Pallas。

武拉斯頓發現鈀重要的一步是選用氰化汞。儘管氰化汞溶液中幾乎不含有氰離子（CN^-），但是當鈀的離子（Pd²⁺）與它相遇時，卻立即生成淡黃色的氰化鈀(II)（Pd(CN)₂）沉澱，而其他鉑系元素是不會形成這種氰化物沉澱的。

可由鉑金屬的自然合金分出 ^[1]  。鈀在地球上的儲量稀少，採掘冶煉較為困難，屬稀貴金屬系列金、銀、鉑、鈀、釕、銥的範疇。鈀在地殼中的含量為0.0006ppm，常與其他鉑系元素一起分散在沖積礦牀和砂積礦牀的多種礦物（如原鉑礦、硫化鎳銅礦、鎳黃鐵礦等）中。獨立礦物有六方鈀礦、鈀鉑礦引、一鉛四鈀礦、銻鈀礦、鉍鉛鈀礦、錫鈀礦等，還以遊離狀態形成自然鈀。

鈀的熔點是鉑族金屬中最低的。

鈀是銀白色過渡金屬，較軟，有良好的延展性和可塑性，能鍛造、壓延和拉絲。塊狀金屬鈀能吸收大量氫氣，使體積顯著脹大，變脆乃至破裂成碎片。

常温下，1體積海綿鈀可吸收900體積氫氣，1體積膠體鈀可吸收1200體積氫氣。加熱到40～50℃，吸收的氫氣即大部釋出，廣泛地用作氣體反應，特別是氫化或脱氫催化劑，還可製作電阻線、鐘錶用合金等。

第五週期Ⅷ族鉑系元素

元素類型：金屬元素

原子序數：46

質子數：46

原子量：106.42

熔點：1554℃

沸點：2970℃

密度：12.02g/cm³（20℃）

莫氏硬度：4.75

聲音在其中的傳播速率：3070m/s

元素含量：在太陽中的含量：0.003ppm、太平洋表面：0.000000019ppm、地殼中含量：0.0006ppm

主要化合物有二氯化鈀（PdCl₂）、四氯鈀酸鈉（Na₂PdCl₄）和二氯四氨合鈀等。化學性質不活潑，常温下在空氣和潮濕環境中穩定，加熱至800℃，鈀表面形成一氧化鈀薄膜。鈀能耐氫氟酸、磷酸、高氯酸、鹽酸和硫酸蒸氣的侵蝕，但易溶於王水和熱的硫酸及濃硝酸。熔融的氫氧化鈉、碳酸鈉、過氧化鈉對鈀有腐蝕作用。鈀的氧化態為+2、+3、+4。鈀容易形成配位化合物，如K₂[PdCl₄]、K₄[Pd(CN)₄]等。

晶體結構：晶胞為面心立方晶胞，每個晶胞含有4個金屬原子。

晶胞參數：a = 389.07pm，b = 389.07pm，c = 389.07pm，α = 90°，β = 90°，γ = 90°

電子層排布： 2-8-18-18

電離能（kJ/mol）：

M - M⁺ 805

M⁺ - M²⁺ 1875

M²⁺ - M³⁺ 3177

M³⁺ - M⁴⁺ 4700

M⁴⁺ - M⁵⁺ 6300

M⁵⁺ - M⁶⁺ 8700

M⁶⁺ - M⁷⁺ 10700

M⁷⁺ - M⁸⁺ 12700

M⁸⁺ - M⁹⁺ 15000

M⁹⁺ - M1⁰⁺ 17200

工業生產可從礦石用幹法制造；亦可以銅、鎳的硫化礦製取銅、鎳的生產過程中生成的副產物作為原料，用濕法冶煉製得。濕法把已提取鎳、銅後的殘留組分作為原料，加入王水進行抽提，過濾，向濾液中加入氨和鹽酸進行反應，生成氯鈀酸銨沉澱。經精煉，過濾，把氯鈀酸銨用氫氣還原，製得約99.95%鈀成品。

鈀是航天、航空、航海、兵器和核能等高科技領域以及汽車製造業不可缺少的關鍵材料，也是國際貴金屬投資市場上的不容忽略的投資品種。

氯化鈀還用於電鍍；氯化鈀及其有關的氯化物用於循環精煉並作為熱分解法製造純海綿鈀的來源。一氧化鈀（PdO）和氫氧化鈀[Pd(OH)₂]可作鈀催化劑的來源。四硝基鈀酸鈉[Na₂Pd(NO₃)₄]和其他絡鹽用作電鍍液的主要成分。

鈀在化學中主要做催化劑；鈀與釕、銥、銀、金、銅等熔成合金，可提高鈀的電阻率、硬度和強度，用於製造精密電阻、珠寶飾物等。而最常見和最有市場價值鈀金首飾的合金是鈀金。

主要用於制催化劑，還用於製造牙科材料、手錶和外科器具等。

鉑族的一員，元素符號Pd，外觀與鉑相似，呈銀白色金屬光澤，色澤鮮明。比重12，輕於鉑，延展性強。熔點為1554℃，硬度4-4.5，比鉑稍硬。化學性質較穩定，不溶於有機酸、冷硫酸或鹽酸，但溶於硝酸和王水。常態下不易氧化和失去光澤。鈀是鉑系金屬之一。鉑系金屬包括釕、銠、鈀、鉑等。他們很多都比黃金貴，是金屬中典型的“貴族之家 ^[2]  。

鈀具有極佳的物理與化學性能，耐高温、耐腐蝕、耐磨損和具有很強的伸展性，在純度、稀有度及耐久度上，都可與鉑、金互相替代。鈀是世界上最稀有的貴金屬之一，地殼中的含量約為一億分之一，比黃金要稀少很多。世界上只有俄羅斯和南非等少數國家出產，每年總產量不到黃金的5‰，比鉑還稀有。鈀異常堅韌，鈀製成的首飾不僅具有鉑金般自然天成的迷人光彩，而且經得住歲月的磨礪，歷久如新。鈀幾乎沒有雜質，純度極高，閃耀着潔白的光芒。鈀的純度還十分適合肌膚，不會造成皮膚過敏。

通常由鈀合金軋製而成，可製成膜片（稱鈀膜）和膜管（稱鈀管） ^[3]  。膜厚通常為50~100微米。主要用於氫氣的純化，其原理是溶解——擴散模式，擴散的驅動力為膜兩側的氫分壓差。在300-500℃下，將原料氫加壓通入膜的一側時，氫分子首先在膜表面化學吸附並解離成氫原子，後者溶解於鈀合金中形成氫化物，體積很小的氫原子位於鈀合金晶格的間隙，可以自由移動。在濃度梯度的驅動下，氫原子擴散到膜的另一側並析出，重新結合成氫分子後脱附。除氫氣及其同位素之外，其他任何氣體均不能透過鈀膜，故可利用鈀膜獲得超高純氫。氫透過鈀膜的速率與温度、膜厚及膜兩側的氫分壓差△P有關。升高温度，增大△P及減小膜厚，都會使透氫率增加。但温度過高，會增加能耗並降低膜的物理強度。因此，温度通常控制在400℃左右。某些雜質可導致膜中毒，降低膜的透氫性能，甚至使膜遭到破壞。能引起鈀中毒的物質有：汞、砷化物、鹵化物、油蒸氣、含硫和含氨物質以及粉塵等。鈀合金可製成管狀（鈀管）或膜片（鈀膜）。

俗稱鈀管，用於氫氣的純化。純鈀的機械性能差、易氫脆，故鈀管的材料一般是鈀與1B與VIII族元素形成的合金。最常用的鈀管材料中，銀約佔25%，其他成分（如金等）的含量＜5% ^[4]  。

鈀與其他元素組成的合金，主要有 ^[5]  ：

（1）鈀金合金Pd-Au合金，含20%以上金Au的合金不溶於硝酸，由於這類合金的熔點高和耐蝕性高，故用來製造化工器皿；含20%Pd-30%Au的合金用於製造人造纖維拉模。

（2）鈀銀合金Pd-Ag合金，含50%以下銀Ag的合金的耐蝕性接近於鈀，添加金和鉑能提高合金的性能，含50%Ag和10%Pt或Au的Pd-Ag合金可用來製造光學儀器耐蝕零件和錶殼。

（3）鈀銥合金Pd-Ir合金，銥Ir能顯著提高Pd的耐蝕性，Pd-Ir合金用作電接觸點。

最早的膠體鈀是Shipley發明 ^[6]  ，由氯化鈀和氯化亞錫反應制備得到。膠體鈀顆粒的直徑在1-100nm之間，鈀顆粒的尺寸越小，催化活性越高，穩定性越好。膠體鈀活化液最大的特點是將敏化、活化集中在一種溶液的浸漬處理過程中同時完成。當鈀鑽孔、清洗後的覆銅箔浸入其中後，膠體態金屬鈀顆粒吸附在孔壁絕緣材料和銅箔表面形成催化層。在活化後的銅箔表面上，由於不存在可被置換取代的鈀離子，因而不會產生疏鬆的銅置換層。

膠體鈀活化液是以原子鈀為膠核的膠體溶液。膠體鈀由PdCl₂和還原劑反應制備得到。還原劑有次磷酸鈉、甲醛、抗壞血酸、二甲胺硼烷、亞磷酸鈉、硼氫化鈉、水合肼和亞錫化合物，其中SnCl₂最常用。

Pd/Sn膠體催化劑是工業應用最廣泛的膠體鈀，它由PdCl₂和SnCl₂在酸性溶液中反應制備而成，膠核是鈀，外層是水化的二價和四價的錫離子，過量的Sn²⁺對該催化液的穩定起關鍵作用。在現代膠體把催化劑中還含有大量的酸或鹽。