四氧化钌

氧化物

四氧化钌是铂系金属钌的+VIII氧化态的四氧化物，化学式为RuO4，为金黄色针状晶体，有挥发性及刺激气味。有毒。熔点为25.4℃，108℃时分解，光能使其缓慢分解。

理化性质

物理性质

四氧化物，标准状况下为黄色固体，熔点为298K，易挥发，微溶于水，极易溶于CCl4中，不稳定。RuO4为四面体分子构型。

化学性质

有强氧化性，通常的氧化剂实现不了的苯环烯烃的氧化裂解可以在此氧化剂参与的温和条件下实现。此方法也可以作为臭氧氧化的替代法来使用。溶于水并剧烈反应，大部分生成H2RuO5（五氧钌酸）、少量生成HRuO4（高钌酸）和H2O2，水溶液是强酸，溶于碱生成五氧钌酸盐、高钌酸盐及氧气。RuO4甚至能将较稀盐酸氧化，生成Cl2，自身被还原成RuCl3。超过100℃时，RuO4就爆炸分解，室温与乙醇接触也易爆炸。

RuO4与盐酸反应方程式：2RuO4 + 16HCl = 2RuCl3 + 8H2O + 5Cl2

RuO4受热分解方程式：RuO4 = RuO2 + O2（加热）

因为四氧化钌很贵，所以往往使用催化量的前体和便宜的再氧化剂在体系中形成Ru(VIII)的方法。溶剂的话经常使用不与反应试剂反应的四氯化碳。另外，四氧化钌会与醚类溶剂剧烈反应。如果底物能跟氧化剂配位的话，氧化剂就会失活。但是可以利用添加配位性混合溶剂比如乙腈的方法来防止。综上所述、RuCl3(cat.)-NaIO4/CH3CN-CCl4-H2O二相体系是用的最多的。

制备方法

首先制备含氧酸盐：Ru + 3KNO3 + 2KOH == K2RuO4 + 3KNO2 + H2O

再通过含氧酸盐制备氧化物：K2RuO4 + NaClO + H2SO4 == RuO4 + K2SO4 + NaCl + H2O

也可以将粉末状金属钌进行碱熔制成钌酸钾K2RuO4，用水溶解为水溶液，在80～90℃下通氯气，则发生反应。生成的RuO4气化出来，在冰水中冷却的接受槽里以固体形式被收集起来。根据这个反应，完全可以与其他铂族元素（Os除外）分离。要制备超纯产品时，用三个接受槽：前两个槽加10%氢氧化钾水溶液，最后一个槽再加少量甲醇（0.1%左右）。收集在三个接受槽中并被槽中溶液吸收的K2RuO4作为原料溶液，像前述那样通Cl2将RuO4蒸馏出来。若混有锇时，也生成挥发性OsO4，难以分离开来。这时，可在碱熔后用水溶解，以硝酸酸化使成酸性，煮沸除锇，放冷后使成碱性，像前述那样处理。

将0.4克二氧化钌悬浮于50毫升四氯化碳中。加入3.2克偏过碘酸钠溶于50毫升水的溶液，在0℃搅拌1小时。黑色的二氧化钌渐渐地溶解。分出清亮的黄色四氯化碳溶液，经过玻璃毛过滤以除去不溶物。将溶液放在分液漏斗中，加入新鲜的偏过碘酸钠(1.0克/50毫升)。摇荡混合物，直到四氯化碳溶液呈持久的黄色。在冷处贮放。用RuCl3与稍过量的偏过碘酸钠水溶液和四氯化碳在室温搅拌过夜，也可制得RuO4。

应用领域

用于电子工业中厚膜电阻、电位器等元件。

四氧化钌是一个对多种官能团非常有效的氧化试剂，能够实现诸如双键、芳环或二醇断裂等官能团转换反应。四氧化钌催化剂等价于催化剂量的RuCl3或RuO2加上定量的共氧化剂组成的催化体系。通常采用的共氧化剂有次氯酸钠、溴酸钠、过乙酸、高碘酸、高碘酸钠、氧气。硫酸铈、高锰酸钾以及过硫酸氢钾等。研究表明，四氧化钌催化的反应中水的存在发挥着非常重要的促进作用，因而通常反应都是在混合溶剂如CCl4-H2O中进行。

计算化学数据

1、疏水参数计算参考值（XlogP）：无

2、氢键供体数量：0

3、氢键受体数量：4

4、可旋转化学键数量：0

5、互变异构体数量：无

6、拓扑分子极性表面积：68.3

7、重原子数量：5

8、表面电荷：0

9、复杂度：138

10、同位素原子数量：0

11、确定原子立构中心数量：0