Ruténium

44 technécium ← ruténium → ródium Fe ↑ Ru ↓ Os 44 Ru Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	ruténium, Ru, 44
Elemi sorozat	átmenetifémek
Csoport, periódus, mező	8, 5, d
Megjelenés	ezüstfehér fémes
Atomtömeg	101,07(2) g/mol
Elektronszerkezet	[Kr] 4d7 5s1
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 15, 1
Fizikai tulajdonságok
Sűrűség (szobahőm.)	12,45 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on	10,65 g/cm³
Olvadáspont	2607 K (2334 °C, 4233 °F)
Forráspont	4423 K (4150 °C, 7502 °F)
Olvadáshő$\Delta_{fus}{H}^\ominus$	38,59 kJ/mol
Párolgáshő $\Delta_{vap}{H}^\ominus$	591,6 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 24,06 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 2588 2811 3087 3424 3845 4388
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	hexagonális
Oxidációs szám	2, 3, 4, 6, 8 (enyhén savas oxid)
Elektronegativitás	2,2 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 710,2 kJ/mol
	2.: 1620 kJ/mol
	3.: 2747 kJ/mol
Atomsugár	130 pm
Atomsugár (számított)	178 pm
Kovalens sugár	126 pm
Egyebek
Mágnesség	paramágneses
Elektromos ellenállás	(0 °C) 71 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező	(300 K) 117 W/(m·K)
Hőtágulási tényező	(25 °C) 6,4 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 5970 m/s
Young-modulus	447 GPa
Nyírási modulus	173 GPa
Kompressziós modulusz	220 GPa
Poisson-arányszám	0,30
Mohs-keménység	6,5
Brinell-keménység	2160 HB
CAS-szám	7440-18-8
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A ruténium izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 96Ru 5,52% Ru stabil 52 neutronnal 97Ru mest. 2,9 d d ε - 97Tc γ 0,215, 0,324 - 98Ru 1,88% Ru stabil 54 neutronnal 99Ru 12,7% Ru stabil 55 neutronnal 100Ru 12,6% Ru stabil 56 neutronnal 101Ru 17,0% Ru stabil 57 neutronnal 102Ru 31,6% Ru stabil 58 neutronnal 103Ru mest. 39,26 d β- 0,226 103Rh γ 0,497 - 104Ru 18,7% Ru stabil 60 neutronnal 106Ru mest. 373,59 d β- 0,039 106Rh
Hivatkozások

A ruténium a periódusos rendszer 44-es rendszámú eleme. A vegyjele Ru. A d-mező eleme, átmenetifém. A könnyű platinafémek közé tartozik. (A könnyű platinafémek a ruténium, a ródium és a palládium. Sűrűségük kisebb, mint a periódusos rendszerben alattuk található nehéz platinafémeké, az ozmiumé, az irídiumé és a platináé.) A nemesfémek közé tartozik. A többi platinafémhez hasonlóan viszonylag nagy az elektronegativitása és az első ionizációs energiája. A vegyületeiben a maximális oxidációs száma +8, de leggyakrabban +4-es oxidációs fokú. Szürkésfehér színű rideg fém. Mozsárban porítható. Olvadáspontja magas (2334 °C). Jól oldja a gázokat, nagy mennyiségben képes hidrogént elnyelni. Elektromos vezetőképessége (a többi platinafémhez hasonlóan) viszonylag nagy.

Kémiai tulajdonságai

Ruténium kristályok

A többi platinafémhez képest viszonylag reakcióképes elem. Magasabb hőmérsékleten reakcióba lép a halogénekkel. Levegőn való izzítás hatására különböző oxidokká alakul. Izzítva vegyületet képez a kénnel, a szelénnel és a tellúrral is. Nem képez vegyületet nitrogénnel, de magasabb hőmérsékleten vegyület képződése közben reagál arzénnel és szilíciummal. Megtámadják a foszfor- és a halogénvegyületek. Nem oldódik savakban, még királyvízben sem. Heves oxidáció közben oldódik viszont kálium-klorát jelenlétében sósavban és salétromsavban. Kálium-hidroxid olvadékában kálium-rutenát keletkezése közben feloldódik. Az alkáli-cianidok megtámadják az izzó ruténiumot.

Előfordulása

Ahogy a többi platinafém, a természetben főként a többi platinafémmel ötvöződve fordul elő. Egyetlen önálló ásványa van, ez a laurit (RuS₂). A legritkább elemek közé tartozik, gyakoriság szerint a 80. a Földön.

Előállítása

A ruténiumot a természetben megtalálható nyersplatinából nyerik. A nyersplatinát királyvízben oldják, a ruténium a királyvízben nem oldható részben található. A visszamaradó, királyvízben nem oldódó részt először kálium-hidroxiddal és kálium-nitráttal olvasztják össze, ekkor kálium-rutenát keletkezik. Ennek vizes oldatába klórgázt vezetve ruténium-tetraoxid nyerhető. A ruténium-tetraoxidot desztillálják, majd sósavas metanolban nyeletik el. A ruténium az oldat bepárlásával, majd a maradék redukciójával nyerhető.

Felhasználása

A ruténiumot katalizátornak használják oxidációs reakciókban és hidrogénezésnél. Ruténiumötvözeteket használnak tollhegyek gyártására, ékszerek készítésére és érintkezők készítésére a villamosiparban.

Források

• Bodor Ende: Szervetlen kémia I.
• Nyilasi János: Szervetlen kémia
• Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret