Élément chimique · fiche de référence

44Ru

Ruthénium

Le ruthénium est l’élément 44 (Ru), situé en période 5, groupe 8 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Kr] 4d7 5s1.

Numéro atomique44

Poids atomique standard101,07(2)

Groupe8

Période5

Blocd

Configuration électronique[Kr] 4d7 5s1

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La sous-couche d intervient directement dans la chimie du ruthénium. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.

La configuration [Kr] 4d7 5s1 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Pour le ruthénium, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 12,45 g/cm³. Le point de fusion est 2 606 K (2 333 °C). Le point d’ébullition est 4 423 K (4 150 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le ruthénium est utilisé dans des alliages durs et résistants à la corrosion, ainsi que dans certains catalyseurs et matériaux électroniques.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

catalyseurs

Le ruthénium est utilisé pour accélérer des réactions chimiques sans être consommé dans le bilan global de la réaction.

électronique

Le ruthénium entre dans des composants ou matériaux électroniques pour leurs propriétés de conduction, de semi-conduction, d’optique ou de stabilité chimique.

alliages

Le ruthénium est ajouté à des métaux pour modifier leur résistance, leur tenue à la corrosion, leur fusion ou leurs performances à haute température.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le ruthénium est en période 5 et dans le groupe 8. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le technétium et le rhodium sur la même période ; le fer est au-dessus et l’osmium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal de transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 15 · 1

Masse volumique12,45 g/cm³

Point de fusion2 606 K (2 333 °C)

Point d’ébullition4 423 K (4 150 °C)

Électronégativité de Pauling2,2

Première énergie d’ionisation710,2 kJ/mol

Affinité électronique101 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du ruthénium est associée à Karl Ernst Claus. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 101.07(2). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le ruthénium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au ruthénium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le ruthénium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.