Рутений: различия между версиями

Рутений
Рутений
	← Технеций \| Родий →
Внешний вид простого вещества
	Образец рутения
Свойства атома
Название, символ, номер	Рутений / Ruthenium (Ru), 44
Группа, период, блок	8 (устар. 8), 5, ; d-элемент
Атомная масса ; (молярная масса)	101,07(2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d75s1
Радиус атома	134 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	125 пм
Радиус иона	(+4e) 67 пм
Электроотрицательность	2,2 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	0
Степени окисления	0, +2, +3, +4, +6, +8
Энергия ионизации ; (первый электрон)	710,3 (7,36) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	12,41 г/см³
Температура плавления	2334 °C (2607 K, 4233 °F)
Температура кипения	4077 °C (4350 K, 7371 °F)
Мол. теплота плавления	(25,5) кДж/моль
Молярная теплоёмкость	24,0 Дж/(K·моль)
Молярный объём	8,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	Гексагональная
Параметры решётки	a=2,706 c=4,282 Å
Отношение c/a	1,582
Температура Дебая	600 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 117,0 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-18-8

Интерактивная навигация по истории

[отпатрулированная версия]

← Предыдущая правка

Содержимое удалено Содержимое добавлено

ВизуальныйВики-текст

Линейный

Текущая версия от 12:33, 19 августа 2024

44	Рутений
Ru 101,07
4d⁷5s¹

Руте́ний (химический символ — Ru, от лат. Ruthenium) — химический элемент 8-й группы (переходный металл, по устаревшей классификации — побочной подгруппы восьмой группы, VIIIB), пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 44.

Простое вещество рутений — это тяжёлый металл серебристо-белого цвета. Относится к платиновым металлам, в природе встречается редко.

История

Открыт профессором Казанского университета Карлом Клаусом в 1844 году, который в том же году опубликовал о новом элементе большую статью «Химические исследования остатков Уральской платиновой руды и металла рутения» в «Учёных записках Казанского университета». Об открытии, методе получения и свойствах нового элемента Клаус сообщил в письме Г. И. Гессу на немецком языке. Гесс зачитал письмо на заседании Петербургской Академии наук 13 сентября 1844 года^[3], текст был опубликован в бюллетене Академии^[4] и в переводе на русский язык — в «Горном журнале»^[5]. Клаус выделил рутений из уральской платиновой руды в чистом виде и указал на сходство между триадами рутений — родий — палладий и осмий — иридий — платина.

Происхождение названия

Первооткрыватель элемента К. К. Клаус назвал рутений в честь России^[6]^[7] (Ruthenia — латинское название Руси). Название «рутений» было предложено в 1828 году Г. В. Озанном для ошибочно открытого элемента, и Клаус, действительно открывший новый элемент в 1844 году, дал ему это название^[3].

Добыча, запасы и цена

Основными мировыми производителями рутения являются ЮАР (главный поставщик металла на мировой рынок), Зимбабве, Россия, США, Китай. Добыча рутения в 2009 году составляла 17,9 тонны^[8], в 2021 году она поднялась до 30 тонн^[9]. Мировые запасы рутения оцениваются в 5000 тонн^[10]. Цена рутения на 27 мая 2016 года составляла 42 доллара за тройскую унцию (примерно 1,35 USD/г)^[11]. С тех пор цена рутения отличалась большой волатильностью: в июле 2021 года поднималась до 800 USD за тройскую унцию, в декабре 2021 года стабилизировалась на уровне 550 USD или 18 USD за грамм^[12].

Физические и химические свойства

Изотопный состав

Природный рутений состоит из семи стабильных изотопов:

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

Физические свойства

Полная электронная конфигурация атома рутения: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁷5s¹.

Рутений в зависимости от способа его получения является матово-серым или серебристо-белым блестящим металлом, обладающим чрезвычайно большой твёрдостью; при этом он настолько хрупок, что его можно легко растереть в порошок. Он очень тугоплавок и плавится при значительно более высокой температуре, чем платина. В электрической дуге при плавлении Ru одновременно испаряется. Он переходит в газовую фазу также при сильном прокаливании на воздухе, но в этом случае летит не металл, а четыреокись, устойчивая при очень высоких температурах.

Химические свойства

В отсутствие кислорода на рутений не действует ни одна кислота, даже царская водка (исключение составляет концентрированная хлорная кислота, с которой реакция идет только на свету). Однако содержащая воздух соляная кислота медленно растворяет его при обычной температуре, а при 125° (в запаянной трубке) довольно быстро. При нагревании на воздухе рутений чернеет вследствие поверхностного окисления с образованием RuO₂. Если реакция протекает при температуре выше 700°, то образуется смесь оксидов RuO₂ и RuO₄. Фтор действует на порошкообразный рутений уже ниже температуры красного каления с образованием RuF₅ — фторида полимерного строения; рутений реагирует с хлором выше 400 °C (образуется RuCl₃). С серой порошкообразный рутений реагирует лишь при соблюдении особых условий. С фосфором он образует соединение RuP₂ и RuP и Ru₂P; с мышьяком, так же как платина, рутений даёт диарсенид RuAs₂. Щелочи в присутствии кислорода или веществ, легко отдающих кислород, например, смеси KOH с KNO₃ или K₂CO₃ с KCIO₃, а также перекисей, например Na₂O₂ или BaO₂, при высокой температуре энергично действуют на рутений, образуя с ним рутенаты(VI) M¹₂RuO₄.

Неорганические соединения

Рутений способен давать соединения, соответствующие разнообразным степеням окисления:

8 RuO₄; RuO₄ · PCl₃

7 M[RuO₄]

6 M₂[RuO₄]; M₂[RuF₈]; RuF₆

5 M[RuF₆]; RuF₅

4 RuCl₄; RuO₂; M₂[RuCl₆]

3 RuCl₃; М₃[RuCl₆]

2 M₂[RuCl₄]; M₄[Ru(CN)₆]

1 Ru(CO)_nBr

0 Ru(CO)_n

Соединения рутения представлены также широким спектром нитрозосоединений^[англ.] — содержащих группировку RuNO³⁺, например, K₂[RuNOCl₅]. Данные комплексные соединения, в особенности, нитрозонитроамины (например, [RuNO(NO₂)₂(NH₃)₂OH]) и нитрозонитрокомплексы (особенно комплексный анион [RuNO(NO₂)₄OH]²⁻) (жёлто-оранжевый) отличаются высокой устойчивостью и кинетической инертностью.

Тетраоксид рутения (Ru⁺⁸O₄) по свойствам несколько напоминает тетраоксид осмия.

Исследователи из университета Миннесоты в 2018 году показали, что рутений обладает магнитными свойствами при комнатной температуре^[13].

Органическая химия рутения

Рутений образует ряд металлоорганических соединений и является активным катализатором.

Получение

Рутений получают как «отходы» при аффинировании платины и платиновых металлов.

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

Также разработаны основы технологии получения рутения из технеция-99 с помощью реакторного нейтронного облучения (ядерная трансмутация) технеция-99^[14].

Применение

Небольшая добавка рутения (0,1 %) увеличивает коррозионную стойкость титана.
В сплаве с 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.
Рутений красный^[англ.] 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).
Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных конструкционных материалов в аэрокосмической технике, и до 1500 °C по прочности превосходят лучшие сплавы молибдена и вольфрама (имея преимущество также в высокой стойкости к окислению).

Физиологическое действие

Рутений является единственным платиновым металлом, который обнаруживается в составе живых организмов (по некоторым данным — ещё и платина). Концентрируется в основном в мышечной ткани. Высший оксид рутения крайне ядовит и, будучи сильным окислителем, может вызвать возгорание пожароопасных веществ.

Примечания

↑ 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) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047—1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02. Архивировано 5 февраля 2014 года.
↑ ¹ ² ³ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 285—286. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
↑ ¹ ² 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.
↑ Découverte d'un nouveau métal. Lettre de M. le professeur CLAUS de Kazan à M. HESS (Lu le 13 septembre 1844.) (фр.) // Bulletin de la classe physico-mathématique de l'Académie impériale des Sciences de St.- Pétersbourg : magazine. — 1844. — Vol. 3.
↑ Об открытии нового металла // Горный журнал. Часть I. Книжка II. — 1845. — С. 265—273. Архивировано 21 декабря 2016 года.
↑ Популярная библиотека химических элементов. Рутений (неопр.). Дата обращения: 25 марта 2007. Архивировано 30 сентября 2007 года.
↑ О рутение // Горный журнал. Часть III. Книжка VII. — 1845. — С. 157-163. Архивировано 3 сентября 2021 года. — «Потом, ч[е]рез 2 года, получив металл в совершенно чистом виде, сообщил уже об этом открытии ученому свету и новое тело назвал, в честь моего отечества, рутением».
↑ Рынок металлов платиновой группы 2010: родий, иридий, рутений, осмий (неопр.). metalresearch.ru. Дата обращения: 11 июля 2013. Архивировано из оригинала 15 июля 2013 года.
↑ Loferski, Patricia J.; Ghalayini, Zachary T. and Singerling, Sheryl A. Platinum-group metals. 2016 Minerals Yearbook (англ.). — London: USGS — U.S. GEOLOGICAL SURVEY, 2018. — P. 57.3. Архивировано 23 декабря 2021 года..
↑ Emsley, J. (2003). «Ruthenium». Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. P. 368—370. ISBN 0-19-850340-7.
↑ Ruthenium Prices and Ruthenium Price Charts (неопр.) (27 мая 2016). Дата обращения: 27 мая 2016. Архивировано 17 мая 2016 года.
↑ Мировая цена на рутений за тройскую унцию и грамм (рус.). Дата обращения: 23 декабря 2021. Архивировано 23 декабря 2021 года.
↑ «Scientists discover new magnetic element» Архивная копия от 27 мая 2018 на Wayback Machine Phys.org, May 25, 2018
↑ K. V. Rotmanov, L. S. Lebedeva, V. M. Radchenko, V. F. Peretrukhin. Transmutation of 99Tc and preparation of artificial stable Ruthenium: III. Isolation of artificial metallic Ruthenium from irradiated technetium (рус.) // Радиохимия : журнал. — 2008. — Т.50 № 8 (т. 50, № 8). — С. 408 - 410. — ISSN 1608-3288. Архивировано 2 июля 2022 года.

Ссылки

[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) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. — P. 1047—1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02. Архивировано 5 февраля 2014 года.

[ХЭ-2] ¹ ² ³ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 285—286. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.

[Ist-3] ¹ ² 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] Découverte d'un nouveau métal. Lettre de M. le professeur CLAUS de Kazan à M. HESS (Lu le 13 septembre 1844.) (фр.) // Bulletin de la classe physico-mathématique de l'Académie impériale des Sciences de St.- Pétersbourg : magazine. — 1844. — Vol. 3.

[5] Об открытии нового металла // Горный журнал. Часть I. Книжка II. — 1845. — С. 265—273. Архивировано 21 декабря 2016 года.

[n-t.ru-6] Популярная библиотека химических элементов. Рутений (неопр.). Дата обращения: 25 марта 2007. Архивировано 30 сентября 2007 года.

[7] О рутение // Горный журнал. Часть III. Книжка VII. — 1845. — С. 157-163. Архивировано 3 сентября 2021 года. — «Потом, ч[е]рез 2 года, получив металл в совершенно чистом виде, сообщил уже об этом открытии ученому свету и новое тело назвал, в честь моего отечества, рутением».

[8] Рынок металлов платиновой группы 2010: родий, иридий, рутений, осмий (неопр.). metalresearch.ru. Дата обращения: 11 июля 2013. Архивировано из оригинала 15 июля 2013 года.

[9] Loferski, Patricia J.; Ghalayini, Zachary T. and Singerling, Sheryl A. Platinum-group metals. 2016 Minerals Yearbook (англ.). — London: USGS — U.S. GEOLOGICAL SURVEY, 2018. — P. 57.3. Архивировано 23 декабря 2021 года..

[доб-10] Emsley, J. (2003). «Ruthenium». Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press. P. 368—370. ISBN 0-19-850340-7.

[11] Ruthenium Prices and Ruthenium Price Charts (неопр.) (27 мая 2016). Дата обращения: 27 мая 2016. Архивировано 17 мая 2016 года.

[12] Мировая цена на рутений за тройскую унцию и грамм (рус.). Дата обращения: 23 декабря 2021. Архивировано 23 декабря 2021 года.

[13] «Scientists discover new magnetic element» Архивная копия от 27 мая 2018 на Wayback Machine Phys.org, May 25, 2018

[14] K. V. Rotmanov, L. S. Lebedeva, V. M. Radchenko, V. F. Peretrukhin. Transmutation of 99Tc and preparation of artificial stable Ruthenium: III. Isolation of artificial metallic Ruthenium from irradiated technetium (рус.) // Радиохимия : журнал. — 2008. — Т.50 № 8 (т. 50, № 8). — С. 408 - 410. — ISSN 1608-3288. Архивировано 2 июля 2022 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

@@ Строка 6: / Строка 6: @@
 | вверху = [[Железо|Fe]]
 | внизу = [[Осмий|Os]]
-| внешний вид = [[Файл:Ruthenium crystals.jpg|200px]]<br>Серебристо-белый металл
+| изображение = Ruthenium crystals.jpg
+| подпись = Образец рутения
-| 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>
+| внешний вид =
+| 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|archivedate=2014-02-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140205213140/http://www.iupac.org/publications/pac/85/5/1047/}}</ref>
 | радиус атома = 134
 | энергия ионизации 1 = 710,3 (7,36)
+| группа = 8 (устар. 8)
-| конфигурация = [Kr] 4d<sup>7</sup> 5s<sup>1</sup>
+| период = 5
+| блок = <br>[[d-элементы|d-элемент]]
+| 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
+| степени окисления = 0, +2, +3, +4, +6, +8
 | плотность = 12,41
 | теплоёмкость = 24,0<ref name="ХЭ">{{книга
@@ Строка 37: / Строка 42: @@
 | 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
+| 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
+| регистрационный номер CAS = 7440-18-8
 }}
 {{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=44}}
+'''Руте́ний''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Ru''', от {{lang-la|'''Ru'''thenium}}) —  [[химический элемент]] [[8 группа элементов|8-й группы]] ([[Переходные металлы|переходный металл]], по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — побочной подгруппы восьмой группы, VIIIB), [[Пятый период периодической системы|пятого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 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]].
+[[Простые вещества|Простое вещество]] '''рутений''' — это тяжёлый металл серебристо-белого цвета. Относится к [[Металлы платиновой группы|платиновым металлам]], в природе встречается редко.
 {{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]].
+Открыт профессором [[Казанский университет|Казанского университета]] [[Клаус, Карл Карлович|Карлом Клаусом]] в 1844 году, который в том же году опубликовал 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. Гесс зачитал письмо 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>, текст был опубликован в бюллетене Академии<ref>{{статья |заглавие=Découverte d'un nouveau métal. Lettre de M. le professeur CLAUS de Kazan à M. HESS (Lu le 13 septembre 1844.) |издание=Bulletin de la classe physico-mathématique de l'Académie impériale des Sciences de St.- Pétersbourg |том=3 |ссылка=https://books.google.com/books?id=DegAAAAAYAAJ&pg=PA211-IA66 |язык=fr |тип=magazine |год=1844}}</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|archivedate=2016-12-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20161221233740/http://elib.uraic.ru/handle/123456789/6852}}</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"/>.
+Первооткрыватель элемента [[Клаус, Карл Карлович|К. К. Клаус]] назвал рутений в честь [[Российская империя|России]]<ref name="n-t.ru">{{Cite web |url=http://n-t.ru/ri/ps/pb044.htm |title=Популярная библиотека химических элементов. Рутений |access-date=2007-03-25 |archive-date=2007-09-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070930155105/http://n-t.ru/ri/ps/pb044.htm |deadlink=no }}</ref><ref>{{статья|заглавие=О рутение|ссылка=http://elib.uraic.ru/handle/123456789/6857|издание=Горный журнал. Часть III. Книжка VII|год=1845|страницы=157-163|archivedate=2021-09-03|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210903193356/http://elib.uraic.ru/handle/123456789/6857}} — «Потом, ч[е]рез 2 года, получив металл в совершенно чистом виде, сообщил уже об этом открытии ученому свету и новое тело назвал, в честь моего отечества, рутением».</ref> ([[Рутения|Ruthenia]] — латинское название [[Русь|Руси]]). Название «рутений» было предложено в 1828 году [[Озанн, Готтфрид Вильгельм|Г. В. Озанном]] для ошибочно открытого элемента, и Клаус, действительно открывший новый элемент в 1844 году, дал ему это название<ref name="Ist"/>.
-== 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>.
+Основными мировыми производителями рутения являются ЮАР (главный поставщик металла на мировой рынок), Зимбабве, Россия, США, Китай. Добыча рутения в 2009 году составляла 17,9 тонны<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=yes}}</ref>, в 2021 году она поднялась до 30 тонн<ref>{{Книга |ссылка=https://prd-wret.s3-us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/atoms/files/myb1-2016-plati.pdf |автор=Loferski, Patricia J.; Ghalayini, Zachary T. and Singerling, Sheryl A. |заглавие=Platinum-group metals. 2016 Minerals Yearbook |язык=en |год=2018 |место=London |издательство=USGS — U.S. GEOLOGICAL SURVEY |страницы=57.3 |archive-date=2021-12-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20211223205515/https://prd-wret.s3-us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/atoms/files/myb1-2016-plati.pdf }}.</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. P. 368—370. ISBN 0-19-850340-7.</ref>. Цена рутения на 27 мая 2016 года составляла 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 |access-date=2016-05-27 |archive-date=2016-05-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160517131403/http://www.infomine.com/investment/metal-prices/ruthenium/ |deadlink=no}}</ref>. С тех пор цена рутения отличалась большой волатильностью: в июле 2021 года поднималась до 800 USD за тройскую унцию, в декабре 2021 года стабилизировалась на уровне 550 USD или 18 USD за грамм<ref>{{Cite web |lang=ru |url=https://gold-silver.com.ua/ruthenium/price_ruthenium.html |title=Мировая цена на рутений за тройскую унцию и грамм |access-date=2021-12-23 |archive-date=2021-12-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20211223204452/https://gold-silver.com.ua/ruthenium/price_ruthenium.html |deadlink=no}}</ref>.
 == Физические и химические свойства ==
@@ Строка 74: / Строка 74: @@
 === Физические свойства ===
+Полная электронная конфигурация атома рутения: 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>2</sup>3p<sup>6</sup>3d<sup>10</sup>4s<sup>2</sup>4p<sup>6</sup>4d<sup>7</sup>5s<sup>1</sup>.
-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]].
+Рутений в зависимости от способа его получения является матово-серым или серебристо-белым блестящим металлом, обладающим чрезвычайно большой твёрдостью; при этом он настолько хрупок, что его можно легко растереть в порошок. Он очень тугоплавок и плавится при значительно более высокой температуре, чем платина. В электрической дуге при плавлении Ru одновременно испаряется. Он переходит в газовую фазу также при сильном прокаливании на воздухе, но в этом случае летит не металл, а четыреокись, устойчивая при очень высоких температурах.
 === Химические свойства ===
+В отсутствие кислорода на рутений не действует ни одна кислота, даже [[царская водка]] (исключение составляет концентрированная [[хлорная кислота]], с которой реакция идет только на свету). Однако содержащая воздух соляная кислота медленно растворяет его при обычной температуре, а при 125° (в запаянной трубке) довольно быстро. При нагревании на воздухе рутений чернеет вследствие поверхностного окисления с образованием RuO{{sub|2}}. Если реакция протекает при температуре выше 700°, то образуется смесь оксидов RuO{{sub|2}} и RuO{{sub|4}}. Фтор действует на порошкообразный рутений уже ниже температуры красного каления с образованием RuF{{sub|5}} — фторида полимерного строения; рутений реагирует с [[хлор]]ом выше 400 °C (образуется RuCl<sub>3</sub>). С серой порошкообразный рутений реагирует лишь при соблюдении особых условий. С фосфором он образует соединение RuP<sub>2</sub> и RuP и Ru<sub>2</sub>P; с мышьяком, так же как платина, рутений даёт диарсенид RuAs<sub>2</sub>. Щелочи в присутствии кислорода или веществ, легко отдающих кислород, например, смеси KOH с KNO<sub>3</sub> или K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> с KCIO<sub>3</sub>, а также перекисей, например Na<sub>2</sub>O<sub>2</sub> или BaO<sub>2</sub>, при высокой температуре энергично действуют на рутений, образуя с ним рутенаты(VI) M<sup>1</sup><sub>2</sub>RuO<sub>4</sub>.
-Рутений — весьма инертный металл.
 ==== Неорганические соединения ====
+Рутений способен давать соединения, соответствующие разнообразным степеням окисления:
-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>]
+: 4 [[Хлорид рутения(IV)|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>]
+: 3 [[Хлорид рутения(III)|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.
+Соединения рутения представлены также широким спектром {{Нп4|Нитрозокомплексы|нитрозосоединений|4=Metal_nitrosyl_complex}} — содержащих группировку RuNO<sup>3+</sup>, например, [[Пентахлоронитрозорутенат(II) калия|K<sub>2</sub>[RuNOCl<sub>5</sub><nowiki>]</nowiki>]]. Данные комплексные соединения, в особенности, нитрозонитроамины (например, [[Гидроксодинитродиамминнитрозорутений(II)|[RuNO(NO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub><nowiki>OH]</nowiki>]]) 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]].
+[[Тетраоксид рутения]] (Ru<sup>+8</sup>O<sub>4</sub>) по свойствам несколько напоминает [[тетраоксид осмия]].
-<!--
+Исследователи из университета Миннесоты в 2018 году показали, что рутений обладает магнитными свойствами при комнатной температуре<ref>[https://phys.org/news/2018-05-scientists-magnetic-element.html «Scientists discover new magnetic element»] {{Wayback|url=https://phys.org/news/2018-05-scientists-magnetic-element.html |date=20180527150608 }} Phys.org, May 25, 2018</ref>.
-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>.
+== Получение ==
-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.
+Рутений получают как «отходы» при [[Аффинаж|аффинировании]] [[Платина|платины]] и платиновых металлов.
+Значительным источником изотопов 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 грамм на тонну отработанного ядерного топлива.
-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.
+Также разработаны основы технологии получения рутения из [[Технеций-99|технеция-99]] с помощью реакторного нейтронного облучения ([[ядерная трансмутация]]) технеция-99<ref>{{Статья|ссылка=https://link.springer.com/article/10.1134/S1066362208040139|автор=K. V. Rotmanov, L. S. Lebedeva, V. M. Radchenko, V. F. Peretrukhin|заглавие=Transmutation of 99Tc and preparation of artificial stable Ruthenium: III. Isolation of artificial metallic Ruthenium from irradiated technetium|год=2008|язык=rus|издание=Радиохимия|тип=журнал|месяц=т.50 № 8|том=50|номер=8|страницы=408 - 410|issn=1608-3288|archivedate=2022-07-02|archiveurl=https://web.archive.org/web/20220702104519/https://link.springer.com/article/10.1134/S1066362208040139}}</ref>.
-Important [[catalyst]]s based on ruthenium are [[Grubbs' catalyst]] and [[Roper's complex]].
--->
 == Применение ==
@@ Строка 116: / Строка 113: @@
 * 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.
+* [[Катализатор]] для многих химических реакций. Очень важное место [[Рутениевые катализаторы|рутения как катализатора]] в системах очистки воды [[Орбитальная станция|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).
+* {{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).
+* 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).
-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 ==
+Рутений 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.
-{{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 ==
@@ Строка 137: / Строка 127: @@
 * [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]
+* [https://web.archive.org/web/20101215150228/http://elm.e-science.ru/Ru/ Изотопы рутения]
-* [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]
+* [https://web.archive.org/web/20160405094548/http://www.brightsurf.com/news/headlines/32014/nano-layer_of_ruthenium_stabilizes_magnetic_sensors.html Nano-layer of ruthenium stabilizes magnetic sensors]
 {{Внешние ссылки}}

Рутений: различия между версиями

Текущая версия от 12:33, 19 августа 2024

Содержание

История

Происхождение названия

Добыча, запасы и цена

Физические и химические свойства

Изотопный состав

Физические свойства

Химические свойства

Неорганические соединения

Органическая химия рутения

Получение

Применение

Физиологическое действие

Примечания

Ссылки

Навигация

Рутений: различия между версиями

Текущая версия от 12:33, 19 августа 2024

История

Происхождение названия

Добыча, запасы и цена

Физические и химические свойства

Изотопный состав

Физические свойства

Химические свойства

Неорганические соединения

Органическая химия рутения

Получение

Применение

Физиологическое действие

Примечания

Ссылки

Навигация

Поиск