Rutenij

Ruténij je kemični element, ki ima v periodnem sistemu simbol Ru in atomsko število 44. To redko prehodno kovino iz skupine platine najdemo v rudah platine in jo uporabljamo kot katalizator v nekaterih zlitinah platine.

Rutenij, 44Ru
Ruthenium a half bar.jpg
Rutenij
IzgovarjavaIPA: [ruténij]
Videzsrebrnkasto bel kovinski
Standardna atomska teža Ar, std(Ru)101,07(2)[1]
Rutenij v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal (element) Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson
Fei

Ru

Os
tehnecijrutenijrodij
Vrstno število (Z)44
Skupinaskupina 8
Periodaperioda 5
Blok  blok d
Razporeditev elektronov[Kr] 4d7 5s1
Razporeditev elektronov po lupini2, 8, 18, 15, 1
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STPtrdnina
Tališče2334 °C
Vrelišče4150 °C
Gostota (blizu s.t.)12,45 g/cm3
v tekočem stanju (pri TT)10,65 g/cm3
Talilna toplota38,59 kJ/mol
Izparilna toplota619 kJ/mol
Toplotna kapaciteta24,06 J/(mol·K)
Parni tlak
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) 2.315 2.538 2.814 3.151 3.572 4.115
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja−4, −2, 0, +1,[2] +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 (rahlo kisel oksid)
ElektronegativnostPaulingova lestvica: 2,2
Ionizacijske energije
  • 1.: 710,2 kJ/mol
  • 2.: 1620 kJ/mol
  • 3.: 2747 kJ/mol
Atomski polmerempirično: 134 pm
Kovalentni polmer146±7 pm
Barvne črte v spektralnem obsegu
Spektralne črte rutenija
Druge lastnosti
Pojavljanje v naraviprvobitno
Kristalna strukturaheksagonalna gosto zložena (hgz)
Hexagonal close packed kristalna struktura za rutenij
Hitrost zvoka tanka palica5970 m/s (pri 20 °C)
Temperaturni raztezek6,4 µm/(m·K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost117 W/(m·K)
Električna upornost71 nΩ·m (pri 0 °C)
Magnetna ureditevparamagnetik[3]
Youngov modul447 GPa
Strižni modul173 GPa
Stisljivostni modul220 GPa
Poissonovo razmerje0,30
Mohsova trdota6,5
Trdota po Brinellu2160 MPa
Številka CAS7440-18-8
Zgodovina
Poimenovanjepo Ruthenia (lat.: srednjeveško ozemlje Kijevske Rusije)
Odkritje in prva izolacijaKarl Ernst Claus (1844)
Najpomembnejši izotopi rutenija
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt
96Ru 5,54% stabilen
97Ru sint. 2,9 d ε 97Tc
γ
98Ru 1,87% stabilen
99Ru 12,76% stabilen
100Ru 12,60% stabilen
101Ru 17,06% stabilen
102Ru 31,55% stabilen
103Ru sint. 39,26 d β 103Rh
γ
104Ru 18,62% stabilen
106Ru sint. 373,59 d β 106Rh
Kategorija Kategorija: Rutenij
prikaži · pogovor · uredi · zgodovina | reference

Pomembne lastnostiUredi

Rutenij, polivalentna trdna bela kovina iz skupine platine, ima štiri kristalne oblike in na normalnih temperaturah ne potemni, vendar eksplozivno oksidira. Rutenij se raztaplja v zlitinah alkalij, kisline se ga ne lotevajo, vendar ga napadajo halogeni pri visokih temperaturah. Majhne količine rutenija lahko povečajo trdnost platine in paladija. Odpornost titana na korozijo lahko izrazito povečamo z malim dodatkom rutenija.

Kovino lahko galvaniziramo bodisi z elektro depozicijo ali s postopki toplotne dekompozicije. Za eno od zlitin rutenij-molibden je bilo ugotovljeno, da je superprevodna pri 10,6 K. Oksidacijska stanja rutenija so med +1 do +8, znano je tudi -2, čeprav so najpogostejša +2, +3 in +4.

Rutenijeve koordinacijske spojine in njihova uporabaUredi

KatalizaUredi

Rutenijeve koordinacijske spojine se široko uporabljajo kot katalizatorji v sintezni organski kemiji in sicer na področju asimetrične hidrogenacije (kompleksi s kiralnimi difosfini) in olefinske metateze (Grubbsovi katalizatorji; kompleksi s stabilnimi karbeni in sterično zahtevnimi fosfini). Leta 2005 so R. H. Grubbs, R. R. Schrock in Y. Chauvin za delo na področju olefinske metateze z uporabo rutenijevih katalizatorjev prejeli Nobelovo nagrado za kemijo.

Barvila v sončnih celicahUredi

Rutenijevi polipiridilni kompleksi se uporabljajo v t. i. Graetzlovih celicah (ang. dye-sensitized solar cells) kot barvila za absorpcijo sončne svetlobe, saj so spojine intenzivno obarvane in absorbirajo svetlobo večjega dela vidnega in ultravijoličnega spektra.

Zdravila proti rakuUredi

Eno najbolj uporabljanih in učinkovitih zdravil proti raku je cisplatin. Zadnjih deset let so se raziskave novih učinkovin razširile še na spojine drugih kovin, kot so železo, baker, titan, galij, zlato, iridij, osmij in rutenij. Izmed vseh neplatinskih zdravil sta samo dve rutenijevi spojini do sedaj uspešno prestali drugo fazo kliničnih testiranj. Prva spojina, NAMI-A, je bila pripravljena v laboratoriju prof. E. Alessia v Trstu in je učinkovita proti metastazam trdnih tumorjev. Druga, KP1019, je bila sintetizirana v laboratorijih prof. B. K. Kepplerja na Dunaju in je kot del kombinacije kemoterapavtikov učinkovita proti raku debelega črevesa.

SkliciUredi

  1. Meija, Juris; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. "Ruthenium: ruthenium(I) fluoride compound data". OpenMOPAC.net. Pridobljeno dne 2007-12-10.
  3. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.