Ruteniu

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Ruteniu
 

44
Ru
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

tehnetiu ← ruteniu → rodiu

Aspect
Aspectul elementului
metalic, alb-argintiu
Generalitate
Numele, simbolul, numărul atomic ruteniu, Ru, 44
Serie metale de tranziție
Grup , punct , bloc 8 , 5 , d
Densitate 12 370 kg / m³
Duritate 6.5
Configurare electronică
Configurare electronică
Termen spectroscopic 5 F 5
Proprietăți atomice
Greutate atomica 101.07
Raza atomică (calc.) 130 (178) pm
Raza covalentă 126 pm
Configurare electronică [ Kr ] 4d 7 5s 1
și - după nivelul de energie 2, 8, 18, 15, 1
Stări de oxidare 2, 3, 4 , 6, 8 (slab acid )
Structură cristalină hexagonal
Proprietăți fizice
Stare a materiei solid
Punct de fuziune 2 607 K (2 334 ° C )
Punct de fierbere 4 423 K (4 150 ° C)
Volumul molar 8,17 × 10 −6 / mol
Entalpia vaporizării 595 kJ / mol
Căldura de fuziune 24 kJ / mol
Presiunea de vapori 1,4 Pa la 2 523 K.
Viteza sunetului 5 970 m / s la 293,15 K
Alte proprietăți
numar CAS 7440-18-8
Electronegativitate 2.2 ( scara Pauling )
Căldura specifică 238 J / (kg K)
Conductibilitate electrică 13,7 × 10 6 / (m Ω )
Conductivitate termică 117 W / (m K)
Energia primei ionizări 710,2 kJ / mol
A doua energie de ionizare 1 620 kJ / mol
A treia energie de ionizare 2 747 kJ / mol
Izotopi mai stabili
iso N / A TD DM DE DP
96 Ru 5,52% Ru este stabil cu 52 de neutroni
98 Ru 1,88% Ru este stabil cu 54 de neutroni
99 Ru 12,7% Ru este stabil cu 55 de neutroni
100 Ru 12,6% Ru este stabil cu 56 de neutroni
101 Ru 17,0% Ru este stabil cu 57 de neutroni
102 Ru 31,6% Ru este stabil cu 58 de neutroni
104 Ru 18,7% Ru este stabil cu 60 de neutroni
106 Ru sintetic 373,59 zile β - 0,039 106 Rh
iso: izotop
NA: abundență în natură
TD: timpul de înjumătățire
DM: modul de descompunere
DE: energia de descompunere în MeV
DP: produs de descompunere

Ruteniu este elementul chimic cu numărul atomic 44 și simbolul său este Ru . Este un metal de tranziție rar al grupului de fier , se găsește în mineralele de platină și în aliaj cu acesta este utilizat ca catalizator .

Caracteristici

Ruteniu este un metal dur, alb, se prezintă în patru forme cristaline diferite și nu se estompează la temperaturi obișnuite. Se oxidează cu o reacție explozivă. Ruteniu se dizolvă în alcalii topiți; nu este atacat de acizi , ci este atacat de halogeni și la temperaturi ridicate de hidroxizi alcalini. Cantități mici de ruteniu pot crește duritatea platinei și paladiului , precum și pot face titanul mai rezistent la coroziune . Ruteniu poate fi folosit ca strat de acoperire atât pentru electrodepunere, cât și pentru descompunerea termică. Un aliaj de ruteniu- molibden este supraconductor la temperaturi inferioare 10,6 K.

Stările de oxidare ale ruteniului variază de la +1 la +8 și sunt cunoscuți și compuși cu numărul de oxidare -2. Cele mai frecvente în compușii săi sunt +2, +3 și +4.

Aplicații

Datorită efectului său de întărire asupra platinei și paladiului, ruteniul este utilizat în aliaj cu acestea pentru a produce contacte electrice foarte rezistente la uzură.

Adăugarea de ruteniu 0,1% la titan crește rezistența la coroziune de până la 100 de ori.

Ruteniu este, de asemenea, un catalizator versatil: de exemplu, hidrogenul sulfurat poate fi descompus prin lumină folosind o suspensie apoasă de sulfură de cadmiu (CdS) și particule de dioxid de ruteniu . Ruteniu este, de asemenea, utilizat ca catalizator pentru reacțiile de hidrogenare , pentru care asigură o eficiență catalitică mai mare decât rodiul . Mai mult, atunci când este complexat cu BINAP , acesta constituie catalizatorul Noyori pentru hidrogenarea asimetrică a aldehidelor , cetonelor și iminelor și garantează un grad ridicat de stereoselecție.

Complexele organometalice dintre ruteniu și carbenă și între ruteniu și aleniliden s-au dovedit a fi catalizatori foarte eficienți pentru metateza olefinelor , adică pentru rearanjarea grupărilor alchil din jurul atomilor implicați în dubla legătură carbon-carbon, cu repercusiuni importante în sinteza compușilor organici și a moleculelor de interes farmaceutic.

Complexele organo-metalice de ruteniu au prezentat proprietăți antitumorale care conduc la dezvoltarea de medicamente experimentale.

Alte complexe de ruteniu, datorită capacității lor de a absorbi lumina în spectrul vizibil, sunt cercetate în dezvoltarea tehnologiilor solare.

Unele aliaje de ruteniu- iridiu sunt utilizate de producătorii de accesorii de lux, precum Mont Blanc și Rolex .

Istorie

Ruteniu, din latinescul Rutenia care înseamnă Rusia, a fost izolat de Karl Ernst Claus în 1844 . Klaus a arătat că oxidul de ruteniu conține un element nou și a obținut 6 grame de ruteniu metalic din partea de platină brută insolubilă în aqua regia .

Este posibil ca chimistul polonez Jędrzej Śniadecki să fi izolat deja elementul 44 din mineralele de platină în 1807 numindu-l vestio , totuși munca sa nu a fost niciodată confirmată și ulterior și-a retras declarația.

Disponibilitate

Acest element foarte rar se găsește de obicei în minereurile metalice din grupul de platină din Munții Ural și din America . Cantități foarte mici, dar importante din punct de vedere comercial, se găsesc în pentlanditul extras în Sudbury ( Ontario ) și în depozitele de piroxenită din Africa de Sud .

Acest metal este izolat printr-un proces chimic complicat în care hidrogenul este utilizat pentru a reduce clorura de ruteniu amoniu și pentru a obține cantități mici de pulbere de ruteniu, care este apoi consolidată cu tehnici metalurgice sau topită în cuptoare cu arc electric într-o atmosferă inertă de argon .

De asemenea, este posibil să se obțină ruteniu din combustibil nuclear uzat care conține un procent mic de izotopi de ruteniu: ruteniul produs în acest mod conține totuși un izotop radioactiv ( 106 Ru) cu un timp de înjumătățire de 373,59 zile, deci trebuie să fie lăsat în depozit.în instalații sigure timp de cel puțin 30 de ani, astfel încât să poată fi eliminat aproape complet înainte ca metalul obținut să poată fi introdus pe piață.

Datorită dificultăților legate de obținerea acestuia și datorită caracteristicilor sale fizico-chimice specifice, ruteniul este disponibil comercial în cantități extrem de mici și acest lucru justifică prețul său deosebit de ridicat.

Compuși

Compușii ruteniului sunt adesea foarte asemănători ca proprietăți cu cele ale cadmiului și prezintă cel puțin opt stări de oxidare diferite; cele mai frecvente, cu toate acestea, sunt +2, +3 și +4.

Izotopi

Ruteniu în natură este un amestec de șapte izotopi . Cei mai stabili radioizotopi sunt 106 Ru cu un timp de înjumătățire de 373,59 zile, 103 Ru cu un timp de înjumătățire de 39,26 zile și 97 Ru cu un timp de înjumătățire de 2,9 zile. Există alți 15 radioizotopi cu greutăți atomice variind de la 89,93 u ( 90 Ru) până la 114,928 u ( 115 Ru). Cele mai multe dintre acestea au timp de înjumătățire mai mic de 5 minute, cu excepția 95 Ru (1.643 ore) și 105 Ru (4.44 ore).

Cel mai frecvent mod de descompunere înainte de cel mai abundent izotop ( 102 Ru) este captarea electronilor care dau naștere unui atom de tehnetiu ; cea mai frecventă după 102 Ru este în schimb decăderea beta care transformă izotopul într-un atom de rodiu .

Precauții

Tetroxidul de ruteniu (RuO 4 ), similar cu tetroxidul de osmiu , este foarte toxic și poate exploda. Ruteniu nu are rol biologic, dar pătează ușor pielea umană, poate fi cancerigen și este supus bioacumulării oaselor.

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh85116086 · GND (DE) 4178766-3 · BNF (FR) cb12226709p (data) · NDL (EN, JA) 00.569.816
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei