Ruteni

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

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 que pertany al grup 8 de la taula periòdica dels elements. És un metall de la segona sèrie de transició, dins del grup del platí. És l'element menys abundant del seu grup, i es troba a la natura formant part del aliatges natius del platí.^[3] El seu nom deriva de Rutènia, una antiga denominació de Rússia,^[4] i el seu símbol és Ru. El seu descobriment s'acostuma a atribuir a Karl Ernst Claus el 1844.^[3]

Història[modifica]

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.^[5] 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.^[6]

El ruteni (del llatí medieval Ruthenia, que significa "Rússia") fou descobert el 1844 per Karl Ernst Claus, 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 el 1827.^[7] 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 el 1807. Va publicar un anunci del seu descobriment el 1808. Tanmateix, el seu treball mai no es va confirmar i més tard va retirar la seva afirmació del descobriment.^[8]

Abundància i obtenció[modifica]

Es troba en pocs minerals i no són comercials, com 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, als Urals i a Amèrica, formant aliatges.

En els dipòsits de metalls del grup del platí de Merensky Reef, al complex igni de Bushveld de Sud-àfrica, s'estima que hi ha un 8% de ruteni, respecte al total de metalls del grup del platí, en els dipòsits de la Conca de Sudbury, al Canadà un 3% i als de Norilsk, a Rússia, un 2%.^[9]

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.

Propietats[modifica]

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.^[10]

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.

Compostos[modifica]

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.

Isòtops[modifica]

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.

Aplicacions[modifica]

L'any 2016 es van consumir aproximadament 30,9 tones de ruteni, 13,8 d’elles en aplicacions elèctriques, 7,7 en catàlisi i 4,6 en electroquímica.^[11]

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.

Precaucions[modifica]

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.

Vegeu també[modifica]

Referències[modifica]

↑ «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.
↑ ^3,0 ^3,1 Gran Enciclopèdia Catalana. Volum 20. Reimpressió d'octubre de 1992. Barcelona: Gran Enciclopèdia Catalana, 1992, p. 91. ISBN 84-7739-021-5.
↑ Newton, 2010, p. 506.
↑ 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». Johnson Matthey Technology Review, 48, 2, 2004, pàg. 66–69. Arxivat 2015-09-24 a Wayback Machine. Archive
↑ «New Metals in the Uralian Platina». The Philosophical Magazine, 2, 1827, pàg. 391–392.
↑ Emsley, J. «Ruthenium». A: Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press, 2003, p. 368–370. ISBN 978-0-19-850340-8.
↑ Enghag, 2004, p. 707.
↑ Hamond, C.R. "The elements"
↑ Loferski, Patricia J.; Ghalayini, Zachary T. and Singerling, Sheryl A. (2018) Platinum-group metals Arxivat 2021-12-23 a Wayback Machine.. 2016 Minerals Yearbook. USGS. p. 57.3.

Bibliografia[modifica]

Newton, David E. Chemical Elements (en anglès). Segona edició. Gale, Cengage Learning, 2010. ISBN 13: 978-1-4144-7612-4. Enghag, Per. Encyclopedia of the Elements (en anglès). Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004. ISBN 3-527-30666-8.

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Ruteni

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.

[GEC-3] 3,0 ^3,1 Gran Enciclopèdia Catalana. Volum 20. Reimpressió d'octubre de 1992. Barcelona: Gran Enciclopèdia Catalana, 1992, p. 91. ISBN 84-7739-021-5.

[FOOTNOTENewton2010506-4] Newton, 2010, p. 506.

[Weeks8-5] 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-6] Raub, Christoph J. «The Minting of Platinum Roubles. Part I: History and Current Investigations». Johnson Matthey Technology Review, 48, 2, 2004, pàg. 66–69. Arxivat 2015-09-24 a Wayback Machine. Archive

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

[Emsley-8] Emsley, J. «Ruthenium». A: Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, England, UK: Oxford University Press, 2003, p. 368–370. ISBN 978-0-19-850340-8.

[FOOTNOTEEnghag2004707-9] Enghag, 2004, p. 707.

[crc-10] Hamond, C.R. "The elements"

[usgs-11] Loferski, Patricia J.; Ghalayini, Zachary T. and Singerling, Sheryl A. (2018) Platinum-group metals Arxivat 2021-12-23 a Wayback Machine.. 2016 Minerals Yearbook. USGS. p. 57.3.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

Registres d'autoritat	BNF (1) GND (1) LCCN (1) NDL (1) NKC (1)
Bases d'informació	GEC (1)