Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Rutenium

Alkuaine · viitesivu

44Ru

Rutenium

Rutenium on järjestysluvun 44 alkuaine (Ru). Se sijaitsee jaksossa 5, ryhmässä 8 ja d-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Kr] 4d7 5s1.

Järjestysluku44

Standardiatomipaino101.07(2)

Ryhmä8

Jakso5

Lohkod

Elektronikonfiguraatio[Kr] 4d7 5s1

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Siirtymämetalleilla s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan. Tämä mahdollistaa useita hapetuslukuja sekä suuren vaihtelun sidoksissa, koordinaatiokemiassa ja materiaalien ominaisuuksissa.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Kr] 4d7 5s1. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Rutenium esiintyy metallina ja seoksissa sekä esimerkiksi oksideissa, halogenideissa ja koordinaatioyhdisteissä. Useat hapetusluvut ovat mahdollisia, koska s- ja d-elektronien energiat ovat lähellä toisiaan.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 12.45 g/cm³. Sulamispiste on 2 606 K (2 333 °C). Kiehumispiste on 4 423 K (4 150 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä rutenium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: katalyytit, elektroniikka ja seokset.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Katalyytit

Rutenium-alkuaineeseen perustuvia materiaaleja käytetään katalyytteinä, kun niiden pinta tai hapetusaste nopeuttaa reaktiota kulumatta kokonaisreaktiossa.

Elektroniikka

Rutenium-alkuainetta käytetään elektroniikassa silloin, kun sen sähkönjohtavuus, puolijohdeominaisuudet, optinen vaste tai kemiallinen vakaus on hyödyllinen.

Seokset

Rutenium-alkuainetta käytetään seoksissa, kun halutaan muuttaa lujuutta, korroosionkestävyyttä, sulamiskäyttäytymistä tai korkean lämpötilan ominaisuuksia.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Rutenium sijaitsee jaksossa 5 ja ryhmässä 8. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Mangaani, Rauta, Koboltti, Teknetium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokitussiirtymämetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 15 · 1

Tiheys12.45 g/cm³

Sulamispiste2 606 K (2 333 °C)

Kiehumispiste4 423 K (4 150 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus2.2

Ensimmäinen ionisaatioenergia710.2 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti101 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Karl Ernst Claus. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 44 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 101.07(2). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.