Просмотр кода страницы Рутений

{{Другие значения термина|Ru|Ru}}
{{Карточка химического элемента
| имя = Рутений / Ruthenium (Ru)
| символ = Ru
| номер = 44
| вверху = [[Железо|Fe]]
| внизу = [[Осмий|Os]]
| внешний вид = [[Файл:Ruthenium crystals.jpg|200px]]<br>Серебристо-белый металл
| атомная масса = 101,07(2)<ref name="iupac atomic weights">{{статья|автор=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.|заглавие=Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)|ссылка=http://iupac.org/publications/pac/85/5/1047/|язык=en|издание=[[Pure and Applied Chemistry]]|год=2013|том=85|номер=5|страницы=1047—1078|doi=10.1351/PAC-REP-13-03-02}}</ref>
| радиус атома = 134
| энергия ионизации 1 = 710,3 (7,36)
| конфигурация = [Kr] 4d<sup>7</sup> 5s<sup>1</sup>
| ковалентный радиус = 125
| радиус иона = (+4e) 67
| электроотрицательность = 2,2
| электродный потенциал = 0
| степени окисления = +3, +4, +6, +8, 0
| плотность = 12,41
| теплоёмкость = 24,0<ref name="ХЭ">{{книга
|автор          = Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.)
|заглавие       = Химическая энциклопедия: в 5 т
|ссылка         = 
|ответственный  = 
|издание        = 
|место          = М.
|издательство   = Советская энциклопедия
|год            = 1995
|том            = 4
|страницы       = 285—286
|страниц        = 639
|isbn           = 5—85270—039—8
|тираж          = 20000
}}
</ref>
| теплопроводность = 117,0
| температура плавления = 2334&nbsp;°C<ref name="ХЭ"/> (2607 [[Кельвин|K]], 4233&nbsp;°F)
| теплота плавления = (25,5)
| температура кипения = 4077&nbsp;°C<ref name="ХЭ"/> (4350 [[Кельвин|K]], 7371&nbsp;°F)
| теплота испарения =
| молярный объём = 8,3
| структура решётки = гексагональная
| параметры решётки = a=2,706 c=4,282
| отношение c/a = 1,582
| температура Дебая = 600
| регистрационный номер CAS= 7440-18-8
}}
{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=44}}
'''Руте́ний''' — [[Химический элемент|элемент]] восьмой группы пятого периода [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]], [[Зарядовое число|атомный номер]] — 44. [[Простые вещества|Простое вещество]] '''рутений''' — [[Переходные металлы|переходный металл]] серебристого цвета. Относится к [[Металлы платиновой группы|платиновым металлам]].
{{Clear|left}}

== История ==
Открыт профессором [[Казанский университет|Казанского университета]] [[Клаус, Карл Карлович|Карлом Клаусом]] в [[1844 год]]у, в том же году опубликовавшим о новом элементе большую статью «Химические исследования остатков Уральской платиновой руды и металла рутения» в «[[Учёные записки Казанского университета|Учёных записках Казанского университета]]». Об открытии, методе получения и свойствах нового элемента Клаус сообщил в письме [[Гесс, Герман Иванович|Г. И. Гессу]] на немецком языке, который зачитал его на заседании [[Петербургская академия наук|Петербургской Академии наук]] 13 сентября 1844 года<ref name="Ist">{{книга|часть=Исследования К. К. Клауса по химии платиновых металлов. Открытие рутения|заглавие=История химии в России: Научные центры и основные направления исследований|автор=[[Соловьёв, Юрий Иванович|Соловьев Ю. И.]]|место=М.|издательство=[[Наука (издательство)|Наука]]|год=1985|страницы=140—147|}}</ref>, этот текст был опубликован в бюллетене Академии<ref>{{cite journal|title=Découverte d'un nouveau métal. Lettre de M. le professeur CLAUS de Kazan à M. HESS (Lu le 13 septembre 1844.)|journal=Bulletin de la classe physico-mathématique de l'Académie impériale des Sciences de St.- Pétersbourg|year=1844|volume=3|url=https://books.google.com/books?id=DegAAAAAYAAJ&pg=PA211-IA66}}</ref> и в переводе на русский язык — в «[[Горный журнал|Горном журнале]]»<ref>{{статья|заглавие=Об открытии нового металла|ссылка=http://elib.uraic.ru/handle/123456789/6852|издание=Горный журнал. Часть I. Книжка II|год=1845|страницы=265—273}}</ref>. Клаус выделил рутений из [[Уральские горы|уральской]] [[Платина|платиновой]] руды в чистом виде и указал на сходство между триадами рутений — [[родий]] — [[палладий]] и [[осмий]] — [[иридий]] — [[платина]].

=== Происхождение названия ===
Первооткрыватель элемента [[Клаус, Карл Карлович|К. К. Клаус]] назвал рутений в честь [[Россия|России]]<ref name="n-t.ru">[http://n-t.ru/ri/ps/pb044.htm Популярная библиотека химических элементов. Рутений]</ref> ([[Рутения|Ruthenia]] — латинское название [[Русь|Руси]]). Название «рутений» было предложено в 1828 году [[Озанн, Готтфрид Вильгельм|Г. В. Озанном]] для элемента, который он по ошибке принял за новый элемент, и Клаус, действительно открывший новый элемент в 1844 году, дал ему это название<ref name="Ist"/>.Происхождение названия	
Править
Первооткрыватель элемента К. К. Клаус назвал рутений в честь России[6] (Ruthenia — латинское название Руси). Название «рутений» было предложено в 1828 году Г. В. Озанном для элемента, который он по ошибке принял за новый элемент, и Клаус, действительно открывший новый элемент в 1844 году, дал ему это название[3].

== Получение ==
Рутений получают как «отходы» при [[Аффинаж|аффинировании]] [[Платина|платины]] и платиновых металлов.

Значительным источником рутения для его добычи является выделение его из осколков деления ядерных материалов ([[плутоний]], [[Уран (элемент)|уран]], [[торий]]), где его содержание в отработанных ТВЭЛах достигает 250 граммов на тонну отработанного ядерного топлива.

Также разработана технология получения рутения из [[Технеций-99|технеция-99]] с помощью нейтронного облучения молибдена<ref>[http://www.phyche.ac.ru/wp-content/uploads/int_2009_11_12.pdf История науки и техники ]</ref>.

== Добыча, запасы и цена ==
Добыча рутения в 2009 году — 17,9 тонн<ref>{{cite web|url=http://www.metalresearch.ru/page37.html|title=Рынок металлов платиновой группы 2010: родий, иридий, рутений, осмий.|publisher=metalresearch.ru|accessdate=2013-07-11|archiveurl=https://www.webcitation.org/6I7zy9lsc?url=http://www.metalresearch.ru/page37.html#|archivedate=2013-07-15|deadlink=no}}</ref>, мировые запасы рутения оцениваются в 5000 тонн<ref name="доб">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.</ref>. Цена рутения на 27 мая 2016 года — 42 доллара за [[Тройская унция|тройскую унцию]] (примерно 1,35 USD/г)<ref>{{cite web|title=Ruthenium Prices and Ruthenium Price Charts|url=http://www.infomine.com/investment/metal-prices/ruthenium/|date=2016-05-27}}</ref>.

== Физические и химические свойства ==

=== Изотопный состав ===
{{Основная статья|Изотопы рутения}}
Природный рутений состоит из семи стабильных [[изотоп]]ов:

<sup>96</sup>Ru (5,7 % по массе), <sup>98</sup>Ru (2,2 %), <sup>99</sup>Ru (12,8 %), <sup>100</sup>Ru (12,7 %), <sup>101</sup>Ru (13 %), <sup>102</sup>Ru (31,3 %) и <sup>104</sup>Ru (18,3 %).

=== Физические свойства ===
По тугоплавкости (''Т''<sub>пл</sub>= 2334 °C<ref name="ХЭ"/>) рутений уступает лишь нескольким элементам — [[рений|рению]], [[осмий|осмию]], [[молибден]]у, [[иридий|иридию]], [[вольфрам]]у, [[тантал (элемент)|танталу]] и [[ниобий|ниобию]].

=== Химические свойства ===
Рутений — весьма инертный металл.

==== Неорганические соединения ====
Рутений не растворяется в [[Кислоты|кислотах]] и [[царская водка|царской водке]] (смеси HCl и HNO<sub>3</sub>). Вместе с тем рутений реагирует с [[хлор]]ом выше 400 °C (образуется RuCl<sub>3</sub>) и со смесью щёлочи и нитрата при сплавлении (образуются рутенаты, например, Na<sub>2</sub>RuO<sub>4</sub>).

Рутений способен давать соединения, соответствующие разной степени окисления:
: 8 RuO<sub>4</sub>; RuO<sub>4</sub> · PCl<sub>3</sub>
: 7 M[RuO<sub>4</sub>]
: 6 M<sub>2</sub>[RuO<sub>4</sub>]; M<sub>2</sub>[RuF<sub>8</sub>]; RuF<sub>6</sub>
: 5 M[RuF<sub>6</sub>]; RuF<sub>5</sub>
: 4 RuCl<sub>4</sub>; RuO<sub>2</sub>; M<sub>2</sub>[RuCl<sub>6</sub>]
: 3 RuCl<sub>3</sub>; М<sub>3</sub>[RuCl<sub>6</sub>]
: 2 M<sub>2</sub>[RuCl<sub>4</sub>]; M<sub>4</sub>[Ru(CN)<sub>6</sub>]
: 1 Ru(CO)<sub>n</sub>Br
: 0 Ru(CO)<sub>n</sub>

Соединения рутения представлены также широким спектром нитрозосоединений — содержащих группировку RuNO. Данные комплексные соединения, в особенности, нитрозонитроамины (например, [RuNO(NO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>OH]) и [[нитрозонитрокомплексы]] (особенно комплексный анион [RuNO(NO<sub>2</sub>)<sub>4</sub>OH]<sup>2−</sup>) (жёлто-оранжевый) отличаются высокой устойчивостью и кинетической инертностью.

[[Тетраоксид рутения]] (Ru<sup>+VIII</sup>O<sub>4</sub>) по свойствам несколько напоминает [[тетраоксид осмия]].
<!--
Ruthenium [[Chemical compound|compounds]] are often similar in properties to those of [[osmium]] and exhibit at least eight [[oxidation state]]s, but the +2, +3, and +4 states are the most common. Examples are [[ruthenium(IV) oxide]] (Ru(IV)O<sub>2</sub>, oxidation state +4), dipotassium '''ruthenate''' (K<sub>2</sub>Ru(VI)O<sub>4</sub>, +6), potassium '''perruthenate''' (K<sub></sub>Ru(VII)O<sub>4</sub>, +7) and [[ruthenium tetroxide]] (Ru(VIII)O<sub>4</sub>, +8). Compounds of ruthenium with chlorine are [[ruthenium(II) chloride]] (RuCl<sub>2</sub>) and [[ruthenium(III) chloride]] (RuCl<sub>3</sub>).
-->

==== Органическая химия рутения ====
Рутений образует ряд металлоорганических соединений и является активным [[катализатор]]ом.
<!--
It is quite easy to form compounds with carbon ruthenium bonds, as these compounds tend to be darker and react more quickly than the [[osmium]] compounds. Recently, Professor Anthony Hill and his co-workers have been making compounds of ruthenium in which a [[boron]] atom binds to the metal atom<ref>[http://rsc.anu.edu.au/research/hill.php - Professor Anthony Hill] — Current Research</ref>.

The [[organometallic]] ruthenium compound that is easiest to make is RuHCl(CO)(PPh<sub>3</sub>)<sub>3</sub>. This compound has two forms (yellow and pink) that are identical once they are dissolved but different in the solid state.

An [[organometallic]] compound similar to [[ruthenocene]], [[bis]](2,4-dimethylpentadienyl)ruthenium, is readily synthesized in near quantitative yields and has applications in vapor-phase deposition of metallic ruthenium, as well as in catalysis, including [[Fischer-Tropsch synthesis]] of transportation fuels.

Important [[catalyst]]s based on ruthenium are [[Grubbs' catalyst]] and [[Roper's complex]].
-->

== Применение ==
* Небольшая добавка рутения (0,1 %) увеличивает коррозионную стойкость [[титан (элемент)|титана]].
* В сплаве с [[платина|платиной]] используется для изготовления чрезвычайно износостойких электрических контактов.
* Диоксид рутения и рутенаты висмута используются в толстоплёночных резисторах. Эти два применения в электронике потребляют порядка 50 % производимого рутения.
* [[Катализатор]] для многих химических реакций. Очень важное место рутения как катализатора в системах очистки воды орбитальных станций.
* {{нп4|Рутений красный|||Ruthenium red}} применяется как конкурентный антагонист для исследования ионных каналов (CatSper1, TASK,RyR1, RyR2, RyR3, TRPM6, TRPM8, TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPV5, TRPV6,TRPA1, mCa1, mCa2, CALHM1).

Уникальна также способность рутения к каталитическому связыванию атмосферного азота при комнатной температуре. Открытие, сделанное экспериментальным путём исследователями из университета Миннесоты в 2018 году, демонстрирует то, что химический элемент рутений является четвёртым химическим элементом, обладающим уникальными магнитными свойствами при комнатной температуре. До последнего времени людям были известны лишь три стабильных магнитных элемента, [[железо]] (Fe), [[кобальт]] (Cо), [[никель]] (Ni) и, отчасти, [[гадолиний]] (Gd), который теряет магнитные свойства при температуре выше 8 градусов Цельсия. Обнаружение нового магнитного материала может привести к разработке новых типов датчиков, устройств хранения, обработки информации и массы других электронных и электромеханических устройств.
Помимо традиционных технологий, в которых используются магнитные свойства материалов, появление нового магнитного материала может сыграть важную роль для дальнейшего развития ряда новых направлений, таких, как [[спинтроника]]. Этому будет благоприятствовать то, что технологии выращивания тонких плёнок и создания [[Наноструктура|наноструктур]] уже дошли до того уровня, который позволяет производить материалы, имеющие уникальные свойства, которыми не обладают эти же материалы естественного происхождения<ref>[https://phys.org/news/2018-05-scientists-magnetic-element.html «Scientists discover new magnetic element»] Phys.org, May 25, 2018</ref>.

Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных конструкционных материалов в аэрокосмической технике, и до 1500 °C по прочности превосходят лучшие сплавы [[молибден]]а и [[вольфрам]]а (имея преимущество также в высокой стойкости к окислению).

На [[Чемпионат мира по футболу 2018|Чемпионате мира по футболу в России]] перед началом финального матча главный трофей мундиаля был вынесен на поле в специальном кейсе ручной работы, замок и застежки которого выполнены из рутения<ref>[https://rsport.ria.ru/russia2018_news/20180712/1139273569.html Водянова и Лам вынесут кубок мира перед началом финала ЧМ-2018] rsport.ria.ru, 12 июля, 2018</ref>.

== Физиологическое действие ==
{{В планах|дата=31 декабря 2016}}
Является единственным [[Металлы платиновой группы|платиновым металлом]], который обнаруживается в составе живых организмов (по некоторым данным — ещё и платина). Концентрируется в основном в мышечной ткани. [[Оксид рутения(VIII)|Высший оксид рутения]] крайне ядовит и, будучи сильным окислителем, может вызвать возгорание пожароопасных веществ.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
{{Родственные проекты|Тема=Рутений|Викисловарь=рутений}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ru/key.html Рутений на Webelements]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb044.htm Рутений в Популярной библиотеке химических элементов]
* [http://onx.distant.ru/elements/44-ru.htm Рутений на onx.distant.ru]
* [http://elm.e-science.ru/Ru/ Изотопы рутения]
* [http://www.periodicvideos.com/videos/044.htm Ruthenium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)]
* [http://www.brightsurf.com/news/headlines/32014/Nano-layer_of_ruthenium_stabilizes_magnetic_sensors.html Nano-layer of ruthenium stabilizes magnetic sensors]

{{Внешние ссылки}}
{{Периодическая система элементов}}

[[Категория:Соединения рутения по алфавиту]]
[[Категория:Химические элементы]]
[[Категория:Металлы платиновой группы]]
[[Категория:Рутений| ]]
[[Категория:Переходные металлы]]