Ռութենիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
44 ՏեխնեցիումՌութենիումՌուսիում
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
44Ru
Hexagonal.svg
Electron shell 044 Ruthenium.svg
Ruthenium crystals.jpg
Արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Ռութենիում / Ruthenium (Ru), 44
Խումբ, պարբերություն, բլոկ 7, 5,
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
101,07(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Kr] 4d7 5s1
Ատոմի շառավիղ 134 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 125 պմ
Իոնի շառավիղ (+4e) 67 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 2,2 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ 0
Օքսիդացման աստիճաններ +3, +4, +6, +8, 0
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 710,3 (7,36) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 12,41 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 2334 °C (2607 K, 4233 °F)
Եռման ջերմաստիճան 4077 °C (4350 K, 7371 °F)
Մոլյար ջերմունակություն 24,0[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 8,3 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
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)
44
Ռութենիում
Ru
101,07
4d75s1


Ռութենիում (լատ.՝ 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։

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] (լատ.՝ 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]:

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_2O}

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։

Noyori Asymmetric Hydrogenation Scheme.png

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 (T1/2= 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]

  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) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  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
  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.
  4. Популярная библиотека химических элементов. Рутений
  5. Gottfried Osann (1828). «Fortsetzung der Untersuchung des Platins vom Ural». Poggendorffs Annalen der Physik und Chemie 14: 329–257. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k150998/f337.image.langDE.  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 օրիգինալից 2013-07-15-ին։ http://www.webcitation.org/6I7zy9lsc։ Վերցված է 2013-07-11։ 
  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.
  8. Section 11, Table of the Isotopes
  9. Audi, G.; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). «The Nubase evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode2003NuPhA.729....3A. http://amdc.in2p3.fr/web/nubase_en.html. 

Գրականություն[խմբագրել]

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]