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?

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։

44	Ռութենիում
Ru 101,07
4d⁷5s¹

Պատմություն խմբագրել

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^[3] թվականի սեպտեմբերի 13-ին Սանկտ Պետերբուրգի գիտությունների ակադեմիայի նիստում։

Անվան ծագում խմբագրել

Անվանել են ի պատիվ Ռուսաստանի^[4]^[5] (լատին․՝ Ruthenia - Ռուսաստան)։ Ռութենիում տարրի անվանումը առաջարկել է Գ. Վ. Օզաննի կողմից 1828 թվականին։

Ստացում խմբագրել

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 խմբագրել

Ռութենիումի արտադրությունը 2009 թվականին կազմել է 17,9 տոննա^[6],, համաշխարհային պաշարները գնահատվում է 5000 տոննա^[7]։

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

Բնության մեջ խմբագրել

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 խմբագրել

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 խմբագրել

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 խմբագրել

**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^[8]^[9]։

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 խմբագրել

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 խմբագրել

Ծանոթագրություններ խմբագրել

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
↑ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 285-286. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
↑ Соловьев Ю. И. Исследования К. К. Клауса по химии платиновых металлов. Открытие рутения // История химии в России: Научные центры и основные направления исследований. — М.: Наука, 1985. — С. 140—147.
↑ «Популярная библиотека химических элементов. Рутений». Արխիվացված է օրիգինալից 2007 թ․ սեպտեմբերի 30-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.
↑ Gottfried Osann (1828). «Fortsetzung der Untersuchung des Platins vom Ural». Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie. 14: 329–257. The original sentence on p. 339 reads: "Da dieses Metall, welches ich nach den so eben beschriebenen Eigenschaften als ein neues glaube annehmen zu müssen, sich in größerer Menge als das früher erwähnte in dem uralschen Platin befindet, und auch durch seinen schönen, dem Golde ähnlichen metallischen Glanz sich mehr empfiehlt, so glaube ich, daß der Vorschlag, das zuerst aufgefundene neue Metall Ruthenium zu nennen, besser auf dieses angewendet werden könne."
↑ «Рынок металлов платиновой группы 2010: родий, иридий, рутений, осмий». metalresearch.ru. Արխիվացված է օրիգինալից 2013 թ․ հուլիսի 15-ին. Վերցված է 2013 թ․ հուլիսի 11-ին.
↑ Emsley, J. (2003). «Ruthenium». Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 368—370. ISBN 0-19-850340-7.
↑ Section 11, Table of the Isotopes
↑ Audi, G.; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). «The Nubase evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A. 729: 3. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Արխիվացված է օրիգինալից 2011 թ․ հուլիսի 16-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.

Գրականություն խմբագրել

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 խմբագրել

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

[iupac_atomic_weights-1] Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)(անգլ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02

[ХЭ-2] Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 285-286. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8

[Ist-3] Соловьев Ю. И. Исследования К. К. Клауса по химии платиновых металлов. Открытие рутения // История химии в России: Научные центры и основные направления исследований. — М.: Наука, 1985. — С. 140—147.

[n-t.ru-4] «Популярная библиотека химических элементов. Рутений». Արխիվացված է օրիգինալից 2007 թ․ սեպտեմբերի 30-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.

[Osann-5] Gottfried Osann (1828). «Fortsetzung der Untersuchung des Platins vom Ural». Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie. 14: 329–257. The original sentence on p. 339 reads: "Da dieses Metall, welches ich nach den so eben beschriebenen Eigenschaften als ein neues glaube annehmen zu müssen, sich in größerer Menge als das früher erwähnte in dem uralschen Platin befindet, und auch durch seinen schönen, dem Golde ähnlichen metallischen Glanz sich mehr empfiehlt, so glaube ich, daß der Vorschlag, das zuerst aufgefundene neue Metall Ruthenium zu nennen, besser auf dieses angewendet werden könne."

[6] «Рынок металлов платиновой группы 2010: родий, иридий, рутений, осмий». metalresearch.ru. Արխիվացված է օրիգինալից 2013 թ․ հուլիսի 15-ին. Վերցված է 2013 թ․ հուլիսի 11-ին.

[доб-7] Emsley, J. (2003). «Ruthenium». Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. pp. 368—370. ISBN 0-19-850340-7.

[n1-8] Section 11, Table of the Isotopes

[n2-9] Audi, G.; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). «The Nubase evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A. 729: 3. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Արխիվացված է օրիգինալից 2011 թ․ հուլիսի 16-ին. Վերցված է 2015 թ․ մայիսի 24-ին.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]