Rutenij

Rutenij,  ₄₄Ru

Splošno
Ime, znak	rutenij, Ru
Izgovarjava	ruténij
Izgled	srebrnkasto bel kovinski
Rutenij v periodnem sistemu
Fe ↑ Ru ↓ Os tehnecij ← rutenij → rodij
Vrstno število	44
Standardna atomska teža (±) (Ar)	101,07(2)
Kategorija elementa	prehodni element
Skupina, blok	skupina 8, d-blok
Perioda	perioda 5
Razporeditev elektronov	[Kr] 4d7 5s1
po lupini	2, 8, 18, 15, 1
Fizikalne lastnosti
Tališče	2334 °C ​(2607 K, ​4233 °F)
Vrelišče	4150 °C ​(4423 K, ​7502 °F)
Gostota blizu s.t.	12,45 g/cm3
v tekočem stanju, pri TT	10,65 g/cm3
Talilna toplota	38,59 kJ/mol
Izparilna toplota	619 kJ/mol
Toplotna kapaciteta	24,06 J/(mol·K)
Parni tlak P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pri T (°C) 2.315 2.538 2.814 3.151 3.572 4.115
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja	8, 7, 6, 4, 3, 2, 1, −2 ​(rahlo kisel oksid)
Elektronegativnost	Paulingova lestvica: 2,2
Ionizacija	1.: 710,2 kJ/mol 2.: 1620 kJ/mol 3.: 2747 kJ/mol
Atomski polmer	empirično: 134 pm
Kovalentni polmer	146±7 pm
Razno
Kristalna struktura	​heksagonalna gosto zložena (hgz)
Hitrost zvoka ozka palica	5970 m/s (pri 20 °C)
Toplotno raztezanje	6,4 µm/(m·K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost	117 W/(m·K)
Električni upor	71 nΩ·m (pri 0 °C)
Magnetna ureditev	paramagnetik
Youngov modul	447 GPa
Strižni modul	173 GPa
Stisljivostni modul	220 GPa
Poissonovo razmerje	0,30
Mohsova trdota	6,5
Trdota po Brinellu	2160 MPa
Številka CAS	7440-18-8
Zgodovina
Poimenovanje	po Ruthenia (lat.: srednjeveško ozemlje Kijevske Rusije)
Odkritje in prva izolacija	Karl Ernst Claus (1844)
Najstabilnejši izotopi
izo NA Razpol. doba DM DE (MeV) DP 96Ru 5,52% >6,7×1016 let (β+β+) 2,7188 96Mo 97Ru sint. 2,9 dni ε – 97Tc γ 0,215, 0,324 – 98Ru 1,88% – (SF) <11,690 – 99Ru 12,7% – (SF) <12,368 – 100Ru 12,6% – (SF) <13,634 – 101Ru 17,0% – (SF) <13,205 – 102Ru 31,6% – (SF) <12,049 – 103Ru sint. 39,26 dni β− 0,226 103Rh γ 0,497 – 104Ru 18,7% – (β−β−) 1,2997 104Pd 106Ru sint. 373,59 dni β− 0,039 106Rh
Razpadni načini DM v oklepajih so predvideni, in še niso bili opazovani

Ruténij je kemični element, ki ima v periodnem sistemu simbol Ru in atomsko število 44. To redko prehodno kovino iz skupine platine najdemo v rudah platine in jo uporabljamo kot katalizator v nekaterih zlitinah platine.

Pomembne lastnosti

Rutenij, polivalentna trdna bela kovina iz skupine platine, ima štiri kristalske modifikacije in na normalnih temperaturah ne potemni, vendar eksplozivno oksidira. Rutenij se raztaplja v raztopljenih lužninah, kisline ga ne napadejo, vendar ga napadajo halogeni pri visokih temperaturah in hidroksidi. Majhne količine rutenija lahko povečajo trdnost platine in paladija. Odpornost titana na korozijo lahko izrazito povečamo z malim dodatkom rutenija.

Kovino lahko galvaniziramo bodisi z elektrodepozicijo ali s postopki toplotne dekompozicije. Za eno od zlitin rutenij-molibden je bilo ugotovljeno, da je superprevodna pri 10,6 K. Oksidacijska stanja rutenija so med +1 do +8, znano je tudi -2, čeprav so najpogostejša +2, +3 in +4.

Rutenijeve koordinacijske spojine in njihova uporaba

Kataliza

Rutenijeve koordinacijske spojine se široko uporabljajo kot katalizatorji v sintezni organski kemiji in sicer na področju asimetrične hidrogenacije (kompleksi s kiralnimi difosfini) in olefinske metateze (Grubbsovi katalizatorji; kompleksi s stabilnimi karbeni in sterično zahtevnimi fosfini). Leta 2005 so R. H. Grubbs, R. R. Schrock in Y. Chauvin za delo na področju olefinske metateze z uporabo rutenijevih karalizatorjev prejeli Nobelovo nagrado za kemijo.

• 

  Grubbsov katalizator prve generacije

• 

  Grubbsov katalizator druge generacije

Barvila v sončnih celicah

Rutenijevi polipiridilni kompleksi se uporabljajo v t. i. Graetzlovih celicah (ang. dye-sensitized solar cells) kot barvila za absorpcijo sončne svetlobe, saj so spojine intenzivno obarvane in absorbirajo svetlobo večjega dela vidnega in ultravijoličnega spektra.

• 

  Rutenijev kompleks s trikarboksiterpiridinom in tiocianatom, ki se uporablja v Graetzlovih sončnih celicah (t. i. "ruthenium black-dye")

• 

  Rutenijev amfifilni polipiridinski kompleks, ki sodi v novejšo generacijo rutenijevih barvil za sončne celice

Zdravila proti raku

Eno najbolj uporabljanih in učinkovitih zdravil proti raku je cisplatin. V zadnijh desetletjih so se raziskave novih učinkovin razširile še na spojine drugih kovin, kot so železo, baker, titan, galij, zlato, iridij, osmij in rutenij. Izmed vseh neplatinskih zdravil sta samo dve rutenijevi spojini do sedaj uspešno prestali drugo fazo kliničnih testiranj. Prva spojina, NAMI-A, je bila pripravljena v laboratoriju prof. E. Alessia v Trstu in je učinkovita proti metastazam trdnih tumorjev. Druga, KP1019, je bila sintetizirana v laboratorijih prof. B. K. Kepplerja na Dunaju in je kot del kombinacije kemoterapavtikov učinkovita proti raku debelega črevesa.

• 

  NAMI-A

• 

  KP1019