Ռութենիում

44 Տեխնեցիում ← Ռութենիում → Ռոդիում Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 44Ru
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Ռութենիում / Ruthenium (Ru), Ru, 44
Խումբ, պարբերություն, բլոկ	7, 5,
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	101,07(2) զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Kr] 4d7 5s1
Ատոմի շառավիղ	134 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	125 պմ
Իոնի շառավիղ	(+4e) 67 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	2,2 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	0
Օքսիդացման աստիճաններ	+3, +4, +6, +8, 0
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն)	710,3 (7,36) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	2334 °C (2607 K, 4233 °F)
Եռման ջերմաստիճան	4077 °C (4350 K, 7371 °F)
Մոլյար ջերմունակություն	24,0 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	8,3 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	Վեցանկյուն
Բյուրեղացանցի տվյալներ	a=2,706 c=4,282
Դեբայի ջերմաստիճան	600 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 117,0 Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

44	Ռութենիում
Ru 101,07
4d75s1

Ռութենիում (լատին․՝ Ruthenium), քիմիական տարր է որի նշանն է Ru, տարրերի պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության 8-րդ խմբի տարր։ Կարգահամարը՝ 44, ատոմական զանվածը՝ 101,07։ Անցումային տարր է, պատկանում է պլատինային մետաղների շարքին։ d-տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքն է 4s²4p⁶4d⁷5s¹։ К, L, М թաղանթները լրացված են։ Ռութենիումը սպիտակ արծաթափայլ մետաղ է։

Պատմություն

Ռութենիումը հայտնաբերել է Կազանի համալսարանի պրոֆեսոր Կ․ Կ․ Կլաուսը (1844), բնածին պլատինի մաքրման մնացորդներում։ Հայտնաբերամ և ստացման հատկությունների մասին Կլաուսը հայտնել է Գ. Ի. Գեսսի գերմաներեն նամակում, որը կարդացել են 1844 թվականի սեպտեմբերի 13-ին Սանկտ Պետերբուրգի գիտությունների ակադեմիայի նիստում։

Անվան ծագում

Անվանել են ի պատիվ Ռուսաստանի (լատին․՝ Ruthenia - Ռուսաստան)։ Ռութենիում տարրի անվանումը առաջարկել է Գ. Վ. Օզաննի կողմից 1828 թվականին։

Ստացում

Բյուրեղացանցի կառուցվածքը

Ռութենիումը ստանում են պլատինային մետաղների վերամշակման կիսապրոդուկտներից․ միահալում են ալկալու և բորակի կամ նատրիումի (բարիումի) գերօքսիդի հետ՝ հեռացող RuO₄-ը կլանում են աղաթթվով, ապա նստեցնում ամոնիումի հեքսաքլոր ռութենատը՝ (NH₄)₂[RuCl₆], որը վերականգնում են ջրածնի հոսանքում շիկացնելով։ Ստացվում է 99,9 % մաքրության փոշի։ Ռութենիումը և նրա համաձուլվածքները հալում են ինդուկցիոն կամ աղեղային վառարաններում (վակուում, արգոն)։

Արտադրության և պաշարներ

Ռութենիումի արտադրությունը 2009 թվականին կազմել է 17,9 տոննա,, համաշխարհային պաշարները գնահատվում է 5000 տոննա։

Ռութենիումի որոշ միացությունների բյուրեղացանցերի կաքռուցվածքը
(C5H5)2Ru RuCl(PPh3)2(C5H5) RuO2 Ru3(CO)12

Բնության մեջ

Ռութենիումը հազվագյուտ և ցրված տարր է, պարունակությունը երկրակեղևում՝ 5•10⁻⁷ % (ըստ զանգվածի)։ Իզոմորֆ խառնուրդի ձևով պարունակվում է պլատինի միներալների հետ հանդիպող օսմիումական իրիդիումի խմբի միներալներում (0,2-20%) և պղինձնիկելային սուլֆիդային հանքանյութերում։ Առաջացնում է չափազանց հազվագյուտ լաուրիտ միներալը։ Ռութենիումը առաջանում և կուտակվում է միջուկային ռեակտորներում։

Ռութենիումի համաձուլվածք

Ֆիզիկական հատկություններ

էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը

Ռութենիումը սպիտակ արծաթափայլ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 225±l0 °C, եռմանը՝ մոտ 4200 °C, խտությունը՝ 12370 կգ/մ³։ Ռութենիումի միաբյուրեղները պլաստիկ են։ Բազմաբյուրեղ ռութենիումը փխրուն է և չափազանց կարծր, պլաստիկ դեֆորմացման է ենթարկվում դժվարությամբ, անգամ 1800 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում։

Ռութենիումը քիմիապես պասսիվ է, չի լուծվում թթուներում և արքայաջրում, դասվում է ազնիվ մետաղների շարքը։ Միացություններում ցուցաբերում է 1-8 դրա կան օքսիդացման աստիճաններ (ամենից բնորոշ են +3, +4, +6 և +8)։

Քիմիական հատկություններ

Ռութենիումի կոմպլեքս միացությունները

Սովորական ջերմաստիճաններում օդում և թթվածնում չի օքսիդանում, տաքացնելիս օքսիդանում է մինչև երկօքսիդ՝ RuO₂, երկարատև և ուժեղ շիկացնելիս՝ «գոլորշիանում է» ցնդող RuO₄ առաջացնելու պատճառով։

$\mathrm {Ru+O_{2}\longrightarrow RuO_{2}}$

Ru + O2 → RuO2 Ռութենիումի (IV) օքսիդը՝ RuO₂-ը սև կապտավուն փոշի է, չի լուծվում թթուներում, RuO₄ (VIII) հեշտ ցնդող, ոսկեդեղին, բնորոշ սուր հոտով, թունավոր բյուրեղական նյութ է։ Հալվում է 25 °C-ում, փոխարկվելով նարնջագույն հեղուկի։ Ուժեղ օքսիդիչ է՝ օրգանական նյութերի հետ շփվելիս վերականգնվում է պայթյունով։

Ռութենիումը կալիումի հիդրօքսիդի և քլորատի հետ միահալելիս առաջանում է կալիումի ռութենատ K₂RuՕ₄։

Ստացվել են ռութենիումի (III) և (IV) օքսիդների հիդրատները, որոնք օդում օքսիդանում են։

$\mathrm {RuO_{2}+2\ H_{2}\longrightarrow Ru+2\ H_{2}O}$

Ռութենիումի փոշին ֆտորի, քլորի, ծծմբի և ֆոսֆորի հետ տաքացնելիս առաջանում են ֆտորիդ RuF₅, քլորիդ՝ RuCl₃, սուլֆիդ՝ RuS₂ և ֆոսֆիդ՝ RuP₂։

$\mathrm {2Ru+5F_{2}\longrightarrow 2RuF_{5}}$

$\mathrm {2Ru+3Br_{2}\longrightarrow 2RuBr_{3}}$

Ռութենիումը առաջացնում է բազմաթիվ կոմպլեքսային միացություններ։

Ռութենիումը միաձուլվում է բազմաթիվ մետաղների հետ՝ առաջացնելով պինդ լուծույթներ և ներմետաղական միացություններ։

Իզոտոպներ

Ռութենիումի որոշ միացությունները

Միացություն	Գույն	Միացություն	Գույն
RuCl2		RuBr3
RuI2		RuF3
RuF4		RuF5

Բնական ռութենիումը բաղկացած է ⁹⁶Ru (5,57 %), ⁹⁸Ru (1,86%), ⁹⁹Ru (18,7%), ¹⁰⁰Ru (12,6%), ¹⁰¹Ru (17,1%), ¹⁰²Ru (31,6%) և ¹⁰⁴Ru (18,5%) կայուն իզոտոպներից։

Ստացվել են 93-108 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպները, որոնք ուրանի և պլատինի միջուկային քայքայման արդյունքներն են։

¹⁰³Ru (T_1/2= 39,8 օր) և ¹⁰⁶Ru (1,01 տարի) β-ռադիոակտիվ իզոտոպներն օգտագործվում են որպես նշանադրված ատոմներ։

Կիրառություն

Ռութենիումը մեծացնում է համաձուլվածքի կոռոզիակայունությունը և կարծրությունը։ Նրա համաձուլվածքնե րը Pt-ի և Pd-ի հետ օգտագործվում են չափիչ սարքերի մաշակայուն մասեր, հզոր և զգայուն էլեկտրական կոնտակտներ, ոսկերչական իրեր, Ir-ի հեա՝ ջերմազույգեր (մինչև 2000 °C) պատրաստելու համար։

Ռութենիումը և նրա համաձուլվածքները և օրգանական միացությունները, օրգանական և անօրգանական նյութերի սինթեզի բարձր ընտրողական կատալիզատորներ են։ Ռութենիումի միացություններն օգտագործվում են ճենապակին, ապակին և ջնարակները ներկելու համար։

Տես նաև

• Պլատինային մետաղներ
• Պարբերական աղյուսակ

Գրականություն

• Cotton, Simon A. (1997). Chemistry of Precious Metals. New York: Springer. ISBN 978-0-7514-0413-5.
• Crabtree, Robert H. (2005). The Organometallic Chemistry of the Transition Metals (4η ed.). Yale University, New Haven, Connecticut: Wiley-Interscience. ISBN 0-4716-6256-9.
• Dabrowiak, James C. (2009). Metals in Medicine. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-68197-8.
• Ebbing, Darrell D.; Gammon, Steven D. (2008). General Chemistry (9η ed.). Cengage Learning. ISBN 0-618-85748-6.
• Emsley, J. (2003). Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements. Oxford University Press. ISBN 0-198-50340-7.
• Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2η ed.). Oxford: Butterworth–Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
• Housecroft, Catherine E.; Sharpe, Alan G. (2005). Inorganic chemistry (2η ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0-1303-9913-7.
• Krebs, R. E. (2006). The history and use of our earth's chemical elements: a reference guide. Greenwood Press. ISBN 978-0-4708-6403-6.
• Mackay, Ken M.; Mackay, Rosemary Ann; Henderson, W. (2002). Introduction to modern inorganic chemistry (6η ed.). CRC Press. ISBN 978-0-7487-6420-4. Վերցված է 20 Ιανουαρίου 2014-ին.
• Morrison, Robert Thornton; Boyd, Robert Neilson (1988). Οργανική Χημεία (3 Τόμοι) (4η ed.). Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. ISBN 0-1364-3669-2. Վերցված է 20 Ιανουαρίου 2014-ին.(չաշխատող հղում) (μετάφραση: Σακαρέλλος, Κωνσταντίνος; Πηλίδης, Γεώργιος Α.; Γεροθανάσης, Ιωάννης Π.; κ.ά.).
• Murahashi Shunʼichi (2004). Ruthenium in Organic Synthesis (2η ed.). Wiley - VCH. ISBN 3-527-30692-7.
• Pauling, Linus (1988). General Chemistry (3η ed.). Dover Publications. ISBN 978-04866-5622-9.
• Reed, Roger C. (2006). The Superalloys: Fundamentals and Applications. Cambridge University Press. ISBN 0-5218-5904-2.
• Weeks, Mary Elvira (1933). Discovery of the elements. Journal of Chemical Education. ISBN 0-766-13872-0.
• Wiberg, Egon; Holleman, Arnold Frederick; Wiberg, Nils; Aylett, Bernhard J.; Brewer, William & Eagleson, Mary (2001). Inorganic chemistry. San Diego, California: Academic Press. ISBN 0-123-52651-5. OCLC 833903147.{{cite book}}: CS1 սպաս․ բազմաթիվ անուններ: authors list (link)

Արտաքին հղումներ

• Ռութենումը Webelements-ում
• Ռութենիումը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում Արխիվացված 2007-09-30 Wayback Machine
• Ռութենումը onx.distant.ru կայքում Արխիվացված 2010-01-31 Wayback Machine
• Ռութենիումի իզոտոպները Արխիվացված 2010-12-15 Wayback Machine
• Ruthenium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Nano-layer of ruthenium stabilizes magnetic sensors Արխիվացված 2016-04-05 Wayback Machine

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Ռութենիում» հոդվածին։