Рутеній

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Рутеній (Ru)
Атомний номер 44
Зовнішній вигляд
простої речовини
сріблясто-сірий
дуже крихкий метал
Ruthenium a half bar.jpg
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
101,07 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 134 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
710,3(7,36) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Kr] 4d7 5s1
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 125 пм
Радіус іона (+4e)67 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
2,2
Електродний потенціал 0
Ступені окиснення 8, 6, 4, 3, 2, 0, -2
Термодинамічні властивості
Густина 12,41 г/см³
Молярна теплоємність 0,238 Дж/(K моль)
Теплопровідність 117,0 Вт/(м К)
Температура плавлення 2583 K
Теплота плавлення (25,5) кДж/моль
Температура кипіння 4173 K
Теплота випаровування n/a кДж/моль
Молярний об'єм 8,3 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки гексагональна
Період ґратки 2,700 Å
Відношення c/a 1,584
Температура Дебая n/a K
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Commons-logo.svg Рутеній (Ru) у Вікісховищі

Рутеній (Ru, від лат. RutheniaРусь) — хімічний елемент з атомним номером 44, проста речовина сріблясто-сірого кольору, дуже крихкий метал.

Загальний опис[ред.ред. код]

Належить до платинових металів. У природі існує 7 стабільних ізотопів з масовими числами 96, 98-102, 104. Відкритий К. К. Клаусом у 1844. Густина при 20 °C 12370 кг/м3. Парамагнітний. Хімічно пасивний, не реагує навіть з «царською горілкою». Рутеній — рідкісний і дуже розсіяний елемент, середній вміст рутенію в земній корі 5•10-7% (мас). Існує один мінерал, утворений в основному рутенієм — лаурит (RuS2). Крім того, міститься у мінералах: рутенистому сисертськіті (містить до 19% Ru), рутенистому нев'янськіті (до 14% Ru), ауросміриді (різновид нев'янськіту, Ir, Os, Au), осрутині (Ru, Os), як ізоморфна домішка присутній у самородній платині і мінералах сульфідних мідно-нікелевих руд. У мінералах платини Рутеній утворює невпорядковані тверді розчини, його атоми статистично розподілені в структурі платини. Добувають Рутеній у основному з платинових руд.

Історія відкриття елемента[ред.ред. код]

У 1827 році професор Тартуського університету (сьогодні — в м. Тарту, Естонія) Готфрід Вільгельм Озанн (ru; en) (17971866) опублікував роботу, в якій заявив про відкриття ним трьох елементів: плуранію, рутенію та полінію розчиняючи неочищену платину з гір Уралу у царській воді[1][2]. Таким чином, уперше в хімічну науку було введено термін «рутеній». Йонс Якоб Берцеліус у той же рік проводив подібні експерименти з розчиненням платини також у царській воді, однак не побачив там нічого нового. Озанн був однак переконаний у своїй правоті та відіслав Берцеліусу зразки отриманої речовини. Провівши дослідження, Берцеліус підтвердив знаходження нового елементу у отриманому від Озанна зразку.

Цей елемент був «заново» відкритий пізніше російським ученим, німцем за походженням вихідцем з міста Тарту, випускником Дерптського університету, де зробив свої відкриття Г. Озан — Карлом-Ернстом Клаусом[3]. К. Е. Клаус дуже делікатно підійшов до праць свого попередника по вивченню платинових металів Г. Озанна. К. Е. Клаус вирішив, зберегти назву метала дану Г. Озанном. Так він пише у своїй першій статті: «Цей метал я хочу назвати рутенієм тому, що він у невеликій кількості знаходиться у тілі білого кольору, про яке згадує Озанн… Озанн, який це тіло прийняв за особливий оксид металу, назвав його оксидом рутенію… Так як цей метал в оксиді рутенію Озанна зустрічається у невеликій кількості, я пропоную назвати його рутенієм»[3].

Знаходження у природі[ред.ред. код]

Існує лише один мінерал, утворений в основному рутенієм, — лаурит, що має приблизний склад (іноді його формулу позначають ).

Цей вельми рідкісний мінерал був знайдений на Уралі (Сен-Клер-Девіль), о-ві Борнео, в Орегоні (США), Колумбії і Трансваалі[4][5][6][7]. Лаурит виявлений в Якутії (родовища Інаглі і Кондер) в тісному зрощенні з куперитом, брагітом, осмистим іридієм, хром-шпінелідами і поліксеном [8].

Питома вага лауриту 6—7, твердість за шкалою Мооса — 7—8, колір чорний з металевим блиском. Кристалічна структура — куб-октаедр, параметри: α = 5,57 + 0,01 Å.

Лаурит вивчений досить мало. Через велику рідкість його зразки ніколи не піддавали повному хімічному аналізу.

Отримання[ред.ред. код]

Добувають рутеній у основному з платинових руд. Після відділення від супутніх платинових елементів рутеній переводять у комплексну амонієву сіль хлориду рутенію та відновлюють в тоці водню до металу. Отриманий метал переплавляють у захисній атмосфері інертного газу.

Хімічні властивості[ред.ред. код]

За своїми хімічними властивостями, що проявляються у природних сполуках, рутеній близький до заліза. Так, він дає міцний сульфід , який має кристалічну решітку піриту (). Найбільш стійким оксидом рутенію є . Вищий леткий оксид отримують тільки синтетично, а в природних умовах він навряд чи може існувати. Дисоціація відбувається при значно вищій температурі, ніж дисоціація оксидів платини і паладію.

З платиною, іридієм і осмієм рутеній дає тверді розчини в значних концентраціях. З осмієм рутеній ізоморфний.

Застосування[ред.ред. код]

Застосовують як каталізатор і для виготовлення твердих сплавів, для нанесення захисних покривів на електричні контакти, титанові електроди, декоративних покривів на ювелірні вироби, а також як компонент сплавів з Pt i Rh.

  • В вигляді диоксиду застосовують для створення нерозчинних анодів — ОРТА.
  • Невелика домішка рутенію (0,1%) збільшує корозійну стійкість титанових сплавів.

Примітки[ред.ред. код]

  1. Gottfried Osann (1828). Fortsetzung der Untersuchung des Platins vom Ural. Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie (German) 13. с. 283–297. (нім.)
  2. Gottfried Osann (1828). Fortsetzung der Untersuchung des Platins vom Ural. Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie (German) 14. с. 329–357. (нім.)
  3. а б Claus (1845), Entdeckung eines neuen Metalles (Ruthenium). J. Prakt. Chem., 34: 173–177. doi: 10.1002/prac.18450340114 (нім.)
  4. А. Г. Бетехтин. Платина. М. — Л. видавництво АН СРСР, 1935. (рос.)
  5. П. Вагнер. Месторождения платины и рудники Южной Африки. М., Металлургиздат, 1932. (рос.)
  6. Минералология Урала, т. 2. Статьи А. Г. Бетехтина, А. А. Иванова и С. Г. Заводчикова. М. — Л., видавництво АН СРСР, 1940. (рос.)
  7. А. Г. Бетехтин. Минералы СССР, т. 1. М. — Л. видавництво АН СРСР, 1940. (рос.)
  8. И. С. Рожков, В. И. Кицул, Л. В. Разин, С. С. Баришанская. Платина Алданского щита. М., видавництво АН СРСР, 1962. (рос.)

Література та примітки[ред.ред. код]