Ruteni

Ruteni
	44Ru
	tecneci ← ruteni → rodi
Aspecte
	Blanc platejat metàl·lic; ; ; ; Línies espectrals del ruteni
Propietats generals
Nom, símbol, nombre	Ruteni, Ru, 44
Categoria d'elements	Metalls de transició
Grup, període, bloc	8, 5, d
Pes atòmic estàndard	101,07
Configuració electrònica	[Kr] 4d7 5s1; 2, 8, 18, 15, 1;
Propietats físiques
Densitat; (prop de la t. a.)	12,45 g·cm−3
Densitat del; líquid en el p. f.	10,65 g·cm−3
Punt de fusió	2.607 K, 2.334 °C
Punt d'ebullició	4.423 K, 4.150 °C
Entalpia de fusió	38,59 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització	591,6 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar	24,06 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació	8, 7, 6, 4, 3, 2, 1, -2; (àcid òxid feble)
Electronegativitat	2,2 (escala de Pauling)
Energies d'ionització	1a: 710,2 kJ·mol−1
	2a: 1.620 kJ·mol−1
	3a: 2.747 kJ·mol−1
Radi atòmic	134 pm
Radi covalent	146±7 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina	Hexagonal ;
Ordenació magnètica	Paramagnètic
Resistivitat elèctrica	(0 °C) 71 nΩ·m
Conductivitat tèrmica	117 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica	(25 °C) 6,4 µm·m−1·K−1
Velocitat del so (barra prima)	(20 °C) 5.970 m·s−1
Mòdul d'elasticitat	447 GPa
Mòdul de cisallament	173 GPa
Mòdul de compressibilitat	220 GPa
Coeficient de Poisson	0,30
Duresa de Mohs	6,5
Duresa de Brinell	2.160 MPa
Nombre CAS	7440-18-8
Isòtops més estables
	Article principal: Isòtops del ruteni

Aquest article tracta sobre l'element químic. Si cerqueu la llengua eslava, vegeu «rutè».

Aquest article tracta sobre l'element químic. Si cerqueu el mineral natiu, vegeu «ruteni natiu».

El ruteni és un element químic de nombre atòmic 44 situat en el grup 8 de la taula periòdica dels elements. El seu símbol és Ru. És un metall de transició, poc abundant, del grup del platí. Es troba normalment en menes de platí i s'empra com catalitzador en alguns aliatges de platí.

Contingut

PropietatsModifica

Mitja barra de ruteni molt pur (99,99%)

És un metall blanc dur i fràgil; presenta quatre formes cristal·lines diferents. Es dissol en bases foses, i no és atacat per àcids a temperatura ambient. A altes temperatures reacciona amb halògens i amb hidròxids. Es pot augmentar la duresa del pal·ladi i el platí amb petites quantitats de ruteni. Igualment, l'addició de petites quantitats augmenta la resistència a la corrosió del titani de forma important. S'ha trobat un aliatge de ruteni i molibdè superconductor a 10,6 K.^[3]

Els estats d'oxidació més comuns són +2, +3 i +4. Hi ha compostos en els que presenta un estat d'oxidació des de 0 a +8, i també -2. El tetraòxid de ruteni, RuO₄ (estat d'oxidació +8), és molt oxidant, més que l'anàleg d'osmi, i es descompon violentament a altes temperatures.

AplicacionsModifica

A causa de la seva gran efectivitat per endurir el paladi i al platí, s'empra en els aliatges d'aquests metalls que s'usen en contactes elèctrics amb una alta resistència al desgast.
Igual que altres elements del grup del platí, es pot emprar com a catalitzador en diferents processos. El sulfur d'hidrogen, H₂S, es pot descompondre per la llum emprant òxid de ruteni en una suspensió aquosa de partícules de CdS. Això pot ser útil en l'eliminació d'H₂S de les refineries de petroli i d'altres processos industrials.
Recentment, s'ha trobat que alguns compostos organometàl·lics de ruteni tenen activitat antitumoral.

HistòriaModifica

Encara que el platí s'ha usat des de temps precolombins i també ha estat un material conegut pels químics europeus des de mitjan segle XVI, no va ser identificat com a element pur fins a mitjans del segle XVIII. El descobriment que el platí natural contenia pal·ladi, rodi, osmi i iridi va trigar fins al segle XIX.^[4] A partir de 1828, el platí de les terres al·luvials de rius de Rússia donà accés a materials que s'usaren en medalles i en l'encunyació de monedes com el ruble.^[5]

El ruteni (del llatí medieval Ruthenia, que significa "Rússia") fou descobert per Karl Ernst Claus a 1844 qui observà que l'òxid de ruteni contenia un nou metall i va obtenir sis grams de ruteni de la part de platí que és insoluble en aigua règia.

Jöns Berzelius i Gottfried Osann gairebé el van descobrir en 1827.^[6] Examinaren els residus que quedaven en dissoldre una mostra de platí procedent dels Urals amb aigua règia. Osann va pensar que havia trobat tres nous metalls, als quals va donar nom, sent un d'ells el ruteni.

És possible que el químic polonès Jędrzej Śniadecki aïllés aquest element a 1807, però aquest fet no ha estat confirmat.

Abundància i obtencióModifica

Es troba en pocs minerals i no són comercials, a la laurita, Rus₂, l'anduoita, Ru,OsAs₂, la platarsita, i en petites quantitats en la pentlandita, (Fe,Ni)₉S₈. Aquest element generalment es troba juntament amb altres elements del grup del platí, en els Urals i a Amèrica, formant aliatges.

Els elements del grup del platí, que normalment estan junts, se separen entre si mitjançant una sèrie de processos químics, diferents segons com es troben, aprofitant les diferències químiques existents entre cada element.

CompostosModifica

En els seus compostos, el ruteni presenta variats estats d'oxidació, aconseguint el +8, encara que els més comuns són +2, +3 i +4. Hi ha algunes semblances amb els compostos de l'osmi, del mateix grup, però la química d'ambdós difereix bastant de la del ferro, també en el mateix grup.

El tetraòxid de ruteni, RuO₄, és molt oxidant, més que l'anàleg d'osmi, i es descompon violentament a temperatures altes.
Alguns complexos de Ru⁺² i Ru⁺³ es poden emprar en tractaments contra el càncer. Per exemple, l'H(im)[RuCl₄(im)₂], i im=imidazol.

IsòtopsModifica

Article principal: isòtops del ruteni

En la naturalesa hi ha set isòtops de ruteni. Els radioisòtops més estables de ruteni són el ¹⁰⁶Ru, amb un període de semidesintegració de 373,59 dies, el ¹⁰³Ru amb un de 39,26 dies, i el ⁹⁷Ru, amb 2,9 dies.

S'han caracteritzat quinze radioisòtops amb pesos atòmics des 89,93 uma (⁹⁰Ru) fins a 114,928 uma (¹¹⁵Ru). La majoria d'aquests tenen períodes de semidesintegració de menys de cinc minuts, excepte el ⁹⁵Ru, d'1,643 hores, i el ¹⁰⁵Ru, de 4,44 hores.

El principal mode de desintegració abans de l'isòtop més abundant, ¹⁰²Ru, és la captura electrònica, i després és la desintegració beta. El principal producte obtingut abans del ¹⁰²Ru és el tecneci, mentre que després és el rodi.

PrecaucionsModifica

El tetraòxid de ruteni, RuO₄, similar al tetraòxid d'osmi, és altament tòxic i pot explotar. El ruteni no exerceix cap paper biològic, però pot ser carcinogen i es pot acumular en els ossos.

ReferènciesModifica

↑ «Ruthenium: ruthenium(I) fluoride compound data». OpenMOPAC.net. [Consulta: 10 desembre 2007].
↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
↑ Hamond, C.R. "The elements"
↑ Weeks, Mary Elvira «The discovery of the elements. VIII. The platinum metals». Journal of Chemical Education, 9, 1932, pàg. 1017. DOI: 10.1021/ed009p1017.
↑ Raub, Christoph J. «The Minting of Platinum Roubles. Part I: History and Current Investigations». Falta indicar la publicació, 48, 2, 2004, pàg. 66–69.
↑ «New Metals in the Uralian Platina». The Philosophical Magazine, 2, 1827, pàg. 391–392.

En altres projectes de Wikimedia:
	Commons (Galeria)
	Commons (Categoria)

Viccionari

[1] «Ruthenium: ruthenium(I) fluoride compound data». OpenMOPAC.net. [Consulta: 10 desembre 2007].

[2] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.

[crc-3] Hamond, C.R. "The elements"

[Weeks8-4] Weeks, Mary Elvira «The discovery of the elements. VIII. The platinum metals». Journal of Chemical Education, 9, 1932, pàg. 1017. DOI: 10.1021/ed009p1017.

[Roubles-5] Raub, Christoph J. «The Minting of Platinum Roubles. Part I: History and Current Investigations». Falta indicar la publicació, 48, 2, 2004, pàg. 66–69.

[6] «New Metals in the Uralian Platina». The Philosophical Magazine, 2, 1827, pàg. 391–392.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]