Ruthenium

Fe ↑ Ru ↓ Os Technecium ← Ruthenium → Rhodium • [Kr] 4d7 5s1 102 Ru 44 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Periodická tabulka prvků↓
Obecné
Název (lat.), značka, číslo	Ruthenium (Ruthenium), Ru , 44
Registrační číslo CAS	7440-18-8
Umístění v PSP	8 skupina, 5. perioda, blok d
Char. skupina	Přechodné kovy
Hmotnostní zlomek v zem. kůře	0,001 ppm
Konc. v mořské vodě	mg/l
Počet přírodních izotopů	7
Vzhled	Stříbrná látka s kovovým leskem
[[Soubor:|255px|Emisní spektrum]]
Atomové vlastnosti
Rel. at. hmotnost	101.07 (může se lišit dle izotopů!) u
Atomový poloměr	134 pm pm
Kovalentní poloměr	146±7 pm
van der Waalsův poloměr	pm
Elektronová konfigurace	[Kr] 4d7 5s1
Elektronů v hladinách	2, 8, 18, 15, 1
Oxidační číslo	VIII, VII, VI, IV, III, II, -II
Fyzikální vlastnosti
Skupenství	Pevné
Krystalová struktura	Krychlová
Hustota	12,41 g/cm3
Kritická hustota	{{{kritická hustota}}} g cm-3
Tvrdost	6,5 (Mohsova stupnice)
Magnetické chování	Paramagnetický
Měrná magnetická susceptibilita	{{{magnetická susceptibilita}}}
Teplota tání	2334  °C (2607 K)
Teplota varu	4150 °C (4423 K)
Kritická teplota	{{{kritická teplota c}}} °C ({{{kritická teplota k}}} K)
Teplota trojného bodu	{{{teplota trojného bodu c}}} °C ({{{teplota trojného bodu k}}} K)
Teplota přechodu do supravodivého stavu	{{{teplota supravodivosti}}}
Teplota změny krystalové modifikace	{{{teplota změny modifikace}}}
Tlak trojného bodu	{{{tlak trojného bodu}}} kPa
Kritický tlak	{{{kritický tlak}}} kPa
Molární objem	{{{molární objem}}} · 10−6 m3/mol
Dynamický viskozitní koeficient	{{{dynamický viskozitní koef.}}}
Kinematický viskozitní koeficient	{{{kinematický viskozitní koef.}}}
Tlak nasycené páry	{{{tlak nasycené páry}}}
Rychlost zvuku	5970 m/s
Index lomu	{{{index lomu}}}
Relativní permitivita	{{{relativní permitivita}}}
Elektrická vodivost	13,7 × 106 S·m-1
Měrný elektrický odpor	71 nΩ·m (pro 0 °C)
Teplotní součinitel el. odporu	{{{součinitel elektrického odporu}}}
Tepelná vodivost	117 W·m−1·K−1
Povrchové napětí	{{{povrchové napětí}}}
Termodynamické vlastnosti
Skupenské teplo tání	38,59 kJ/mol
Specifické teplo tání	{{{spec. teplo tání}}}
Skupenské teplo varu	591,6 kJ/mol
Specifické teplo varu	{{{spec. teplo varu}}}
Molární atomizační entalpie	{{{molární atomizační entalpie}}}
Entalpie fázové přeměny modifikace	{{{entalpie fázové přeměny modifikace}}}
absolutní entropie	{{{absolutní entropie}}}
Měrná tepelná kapacita	24,06 Jmol-1K-1
Molární tepelná kapacita	{{{molární tepelná kapacita}}}
Spalné teplo na m³	{{{spalné teplo na m3}}}
Spalné teplo na kg	{{{spalné teplo na kg}}}
Různé
Van der Waalsovy konstanty	{{{van der Waalsovy konstanty}}}
Teplotní součinitel délkové roztažnosti	{{{součinitel délkové roztažnosti}}}
Redoxní potenciál	V
Elektronegativita	2,2 (Paulingova stupnice)
Ionizační energie	1: 710,2 KJ/mol 2: 1620 KJ/mol 3: 2747 KJ/mol
Iontový poloměr	67 pm
Izotopy
izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV prod. 96Ru 5,52% je stabilní s 52 neutrony 97Ru umělý 2,9 dní ε 0,215 97Tc γ 0,324 - 98Ru 1,88% je stabilní s 54 neutrony 99Ru 12,7% je stabilní s 55 neutrony 100Ru 12,6 je stabilní s 56 neutrony 101Ru 17,0 je stabilní s 57 neutrony 102Ru 31,6% je stabilní s 58 neutrony 103Ru umělý 39,26 dní β− 0,226 103Rh γ 0,497 - 104Ru 18,7% je stabilní s 59 neutrony
Bezpečnost
R-věty	R11
S-věty	S16, S22, S24/25
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Ruthenium, chemická značka Ru, lat. Ruthenium je drahý kov šedivě bílé barvy.

Chemické vlastnosti a výskyt

Ruthenium bylo objeveno roku 1844 v sibiřské platinové rudě ruským chemikem Karlem Karlovičem Klausem. Jméno pochází z latinského názvu Ruska. Je to ušlechtilý, poměrně tvrdý i když křehký kov, elektricky i tepelně středně dobře vodivý. Společně s rhodiem a palladiem patří do tzv. triády lehkých platinových kovů. V přírodě doprovází platinové kovy, hlavní naleziště jsou na Urale a v Americe.

Ruthenium je jedním ze tří prvků, které mohou vytvořit oxid s prvkem v nejvyšším oxidačním čísle (patří k nim ještě osmium a xenon).

Využití

Menší množství ruthenia bývá někdy legováno do slitin s platinou a palladiem pro zvýšení jejich tvrdosti a mechanické odolnosti. Přídavek malého množství ruthenia do titanových slitin zvyšuje podstatným způsobem jejich odolnost proti korozi. Slitina platiny s přídavkem 5% ruthenia je používána pro výrobu luxusních náramkových hodinek s maximální odolností vůči mechanickému nebo chemickému poškození.

Katalyzátory na bázi oxidu ruthenia jsou úspěšné v odstraňování sulfanu z ropy a ropných produktů.

V poslední době jsou farmaceutickým průmyslem intenzivně zkoumány komplexní sloučeniny ruthenia, které se mohou stát základem velmi účinných cytostatik

Roku 2005 dostal Robert Grubbs Nobelovu cenu za chemii za objev nové katalytické reakce založené na Rutheniu, která se jmenuje Metateze.

Sloučeniny

Ruthenium je za normálních podmínek velice nereaktivní kov. Jelikož se v Beketovově řadě kovů nachází vpravo (je ušlechtilý kov), nereaguje s mnoha kyselinami, jako je kyselina chlorovodíková a podobně. Nereaguje však ani s kyselinami, které reagují i s ušlechtilými kovy, tj: kyselina sírová či kyselina dusičná. Při vhození do Lučavky královské (směs kyseliny dusičné, je schopna leptat i Zlato a Platinu), ruthenium stále nereaguje, ani při zvýšené teplotě. Rovněž tak nereaguje ani se zásaditými látkami, jako je hydroxid sodný nebo amoniak.

Sloučeniny tohoto kovu lze získávat elektrolyticky. Jedna z mála látek, které s kovovým rutheniem reaguje je směs chlornanu sodného a hydroxidu sodného. Probíhá řada autokatalyzovaných (katalyzátorem je samotné ruthenium) reakcí, při níž vzniká oxid rutheničelý a několik dalších látek. Oxid rutheničelý se následně využívá na výrobu Chloridu ruthenitého, a ten se používá na organokovové syntézy.
Někdy je používána dražší metoda, reakce s hydroxidem a peroxidem sodným.

Za zvýšené teploty se však ruthenium stává reaktivní, reaguje s kyslíkem, fluorem, chlórem, a dalšími.

Sloučeniny ruthenia

• Chlorid ruthenitý - RuCl₃ - hnědočerná, krystalická látka, rozpustná ve vodě. Používá se na výrobu organorutheniových sloučenin.
• Oxid rutheničitý - RuO₂ - tmavě modrá, krystalická látka, nerozpustná ve vodě. Používá se jako katalyzátor a vrstvičkou oxidu rutheničitého se potahují elektrody.
• Oxid rutheničelý - RuO₄ - bezbarvá, jedovatá látka, která velice snadno taje (t_t=25,6 °C). Používá se jako katalyzátor.
• Fluorid ruthenový - RuF₆ - tmavě hnědá, krystalická látka, rozpustná ve vodě. Používá se na výrobu organorutheniových sloučenin.
• Kyselina ruthenová - H₂RuO₄ - Látka bez praktického využití. Vytváří však soli - ruthenany.
• Kyselina ruthenistá - HRuO₄ - Látka bez praktického využití. Vytváří však soli - ruthenistany.

Literatura

• Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
• Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
• Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
• N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

---