Ռութենիում

Ռութենիում (Կաղապար:Lang-lat), 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։

Պատմություն

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 թվականի սեպտեմբերի 13-ին Սանկտ Պետերբուրգի գիտությունների ակադեմիայի նիստում։

Անվան ծագում

Անվանել են ի պատիվ Ռուսաստանի (Կաղապար:Lang-lat - Ռուսաստան)։ Ռութենիում տարրի անվանումը առաջարկել է Գ. Վ. Օզաննի կողմից 1828 թվականին։

Ստացում

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

Ռութենիումի արտադրությունը 2009 թվականին կազմել է 17,9 տոննա,, համաշխարհային պաշարները գնահատվում է 5000 տոննա։

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

Բնության մեջ

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

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

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։

$\mathrm{R}\mathrm{u}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{R}\mathrm{u}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

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։

$\mathrm{R}\mathrm{u}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{R}\mathrm{u}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Ռութենիումի փոշին ֆտորի, քլորի, ծծմբի և ֆոսֆորի հետ տաքացնելիս առաջանում են ֆտորիդ RuF₅, քլորիդ՝ RuCl₃, սուլֆիդ՝ RuS₂ և ֆոսֆիդ՝ RuP₂։

$\mathrm{2}\mathrm{R}\mathrm{u}\mathrm{+}\mathrm{5}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{R}\mathrm{u}{\mathrm{F}}_{\mathrm{5}}$

$\mathrm{2}\mathrm{R}\mathrm{u}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{R}\mathrm{u}\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{3}}$

Ռութենիումը առաջացնում է բազմաթիվ կոմպլեքսային միացություններ։

Ռութենիումը միաձուլվում է բազմաթիվ մետաղների հետ՝ առաջացնելով պինդ լուծույթներ և ներմետաղական միացություններ։

Իզոտոպներ

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։

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

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

• Պլատինային մետաղներ
• Պարբերական աղյուսակ

Գրականություն

• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite bookԿաղապար:Չաշխատող արտաքին հղում (μετάφραση: Σακαρέλλος, Κωνσταντίνος; Πηλίδης, Γεώργιος Α.; Γεροθανάσης, Ιωάννης Π.; κ.ά.).
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book
• Կաղապար:Cite book

Արտաքին հղումներ

• Ռութենումը Webelements-ում
• Ռութենիումը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում Կաղապար:Webarchive
• Ռութենումը onx.distant.ru կայքում Կաղապար:Webarchive
• Ռութենիումի իզոտոպները Կաղապար:Webarchive
• Ruthenium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Nano-layer of ruthenium stabilizes magnetic sensors Կաղապար:Webarchive