查看“︁四氧化钌”︁的源代码

{{chembox
|   Name = 四氧化钌
|   ImageFile = Ruthenium tetroxide.svg
|   ImageName = Ruthenium tetroxide
|   IUPACName = Ruthenium(VIII) oxide
|Section1={{Chembox Identifiers
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| CASNo = 20427-56-9
| PubChem = 119079
| SMILES = O=[Ru](=O)(=O)=O
  }}
|Section2 = {{Chembox Properties
|   Formula = RuO<sub>4</sub>
|   MolarMass = 165.07
|   Appearance = 无色液体
|   Density = 3.29 g/cm<sup>3</sup>
|   Solubility = 2% w/v（20°C）
|   Solvent = 其他溶剂
|   SolubleOther = 易溶于<br />[[四氯化碳]]<br />[[氯仿]]
|   MeltingPt = 25.4 °C
|   BoilingPt = 40.0 °C
  }}
| Section3 = {{Chembox Structure
|   MolShape = 正四面体
|   Dipole = 0 D
  }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
|   ExternalMSDS = [http://www.polysciences.com/shop/assets/datasheets/320.pdf external MSDS sheet]
|   NFPA-H = 2
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|   NFPA-R = 3
  }}
| Section8 = {{Chembox Related
|   OtherCpds = [[二氧化钌|RuO<sub>2</sub>]]<br />[[三氯化钌|RuCl<sub>3</sub>]]
  }}
}}

'''四氧化钌'''（RuO<sub>4</sub>），又稱'''氧化钌（VIII）'''，是一種[[無機化合物]]，為黃色[[揮發性]]固體，有類似於[[臭氧]]的氣味<ref name="Backman_2004">Backman, U., Lipponen, M., Auvinen, A., Jokiniemi, J., & Zilliacus, R. (2004). [https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/36/031/36031958.pdf Ruthenium behaviour in severe nuclear accident conditions] {{Wayback|url=https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/36/031/36031958.pdf |date=20220130161656 }}. Final report (No. NKS–100). Nordisk Kernesikkerhedsforskning.</ref>，有劇毒。四氧化钌在接近[[室溫]]的溫度下[[熔化]]。<ref name=Brauer>{{cite book|author=H. L. Grube|chapter=Ruthenium (VIII) Oxide|title=Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. |editor=G. Brauer|publisher=Academic Press|year=1963|place=NY|volume=1|pages=1599–1600}}</ref>由於雜質的存在，其樣品通常呈黑色。

四氧化钌是一种[[反磁性]]的、[[正四面体]]构型的[[钌]]化合物。正如理论预测的那样，它是对称的[[非极性分子]]，但很不稳定。类似的[[四氧化锇]]用途更广，也更为人们所知。它在多数[[溶剂]]中都不稳定，[[四氯化碳]]是少數能形成穩定四氧化钌溶液的溶劑之一<ref>Cotton, S. A. "Chemistry of Precious Metals," Chapman and Hall (London): 1997. ISBN 0-7514-0413-6</ref>。

== 制备 ==
四氧化钌可以通过[[高碘酸钠]]氧化[[三氯化钌]]来制备。

:8 Ru<sup>3+</sup> + 5 IO<sub>4</sub><sup>&minus;</sup> + 12 H<sub>2</sub>O &rarr; 8 RuO<sub>4</sub> + 5 I<sup>&minus;</sup> + 24 H<sup>+</sup>

因为四氧化钌在温度稍微升高时就会随时爆炸性[[分解]]，大多数实验室不直接合成它，一般也不能通过化学品供应商获得。下一节中的有机反应不直接使用四氧化钌也是这个原因。大多数实验室改用它的[[阴离子]]形成的[[盐]]——簡稱為TPAP的[[高钌酸四正丙基铵]]，化學式為[N(C<sub>3</sub>H<sub>7</sub>)<sub>4</sub>]RuO<sub>4</sub>，以保证安全。TPAP可以用[[溴酸钠]]将RuCl<sub>3</sub>氧化成RuO<sub>4</sub><sup>-</sup>来制备，同时与阳离子——[[四丙基铵]]离子结合。

== 性质和用途 ==
四氧化钌具有很强的氧化性，它不但能氧化浓[[盐酸]]，甚至可以氧化稀盐酸。
:<math>\rm \ 2RuO_4 + 16HCl\rightarrow 2RuCl_3 + 8H_2O + 5Cl_2\uparrow</math>
它在[[碱性]]环境中也能氧化水，生成氧气。
:<math>\rm \ 4RuO_4 + 4NaOH\rightarrow 4NaRuO_4 + 2H_2O + O_2\uparrow</math>
:<math>\rm \ 4NaRuO_4 + 4NaOH\rightarrow 4Na_2RuO_4 + 2H_2O + O_2\uparrow</math>
四氧化钌如果加热到370K以上，就会爆炸性分解成[[二氧化钌]]，室温下与[[乙醇]]混合也很危险<ref>{{Cite book | author = 吴国庆等 | title = 《无机化学》 | location = 北京 | publisher = 高等教育出版社 | date = 2007 | pages = P807-808 |ISBN = 978-7-04-011583-3| accessdate = 2011-02-11 }}</ref>。

四氧化钌几乎能[[氧化]]所有的[[有机化合物]]。例如，它会将[[金刚烷]]氧化成[[1-金刚烷醇]]。在有机合成中，这被用于氧化末端[[炔烃]]成1,2-[[二酮]]，将低级[[醇]]氧化为[[羧酸]]。现在的使用方法是使用催化量的四氧化钌，或者向[[乙腈]]、[[水]]和[[四氯化碳]]的溶剂中添加高碘酸钠（作用是氧化三氯化钌）使它循环再生<ref>Martin, V. S., Palazón, J. M., 'Ruthenium(VIII) Oxide', ''Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis'' '''2001'''. ([http://www.mrw.interscience.wiley.com/eros/articles/rr009/frame.html Article])</ref>，大大减少了四氧化钌的使用量。

因为它是一种强烈的氧化剂，所以反应条件温和，一般在室温即可。虽然它的氧化性很强，但是它并不影响不被氧化的[[手性中心]]。一个例子是将下面的邻[[二醇]]氧化为羧酸<ref>Farmer, V., Welton, T., The oxidation of alcohols in substituted imidazolium ionic liquids using ruthenium catalysts ''Royal Society of Chemistry'', '''2002'''.</ref>

:[[File:RuO4oxidation.png|RuO4oxidation|450px]]

氧化活泼的1,2-[[环氧化合物]]中的醇[[羟基]]，环氧环不受影响<ref>Singh, B., Srivastava, S., Kinetics and Mechanism of Ruthenium tetroxide Catalysed Oxidation of Cyclic Alcohols by Bromate in a Base ''Transition Met. Chem.'', '''1991''', 16, 466-468.</ref>：

:[[File:RuO4epoxy.png|RuO4epoxy|450px]]

在温和的条件下，氧化反应可以停留在[[醛]]这一步。

四氧化钌很容易将[[二级醇]]氧化成[[酮]]。虽然其他便宜的试剂也可以做到这一点，比如：[[氯铬酸吡啶盐|琼斯试剂]]或者以[[二甲基亚砜]]为基础的氧化剂。但是在同时需要强氧化剂和温和的反应条件时，四氧化钌是很理想的。

四氧化钌容易打开[[碳]]碳[[双键]]，将其氧化成[[羰基化合物]]，某种意义上与[[臭氧化反应|烯烃臭氧化-分解反应]]类似。与四氧化钌相似的氧化剂——[[四氧化锇]]不能打开双键，而是氧化获得邻二醇一类化合物。

实际操作中，需要被氧化的反应物一般溶解在类似于四氯化碳的溶剂中。溶剂中也会添加[[乙腈]]，作为催化过程的协助[[配体]]。然后将[[乙醚]]添加进沉淀里使得钌催化剂再生。

== 参考资料 ==
{{reflist}}

{{钌化合物}}
{{Oxides}}

{{DEFAULTSORT:Ruthenium Tetroxide}}
[[Category:钌化合物]]
[[Category:氧化物]]
[[Category:电子显微术染色剂]]