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Ru 44

Ruthenium (Ru)

transition-metal
周期: 5 族: 8 ブロック: d

Solid

標準原子量

101.07 u

電子配置

[Kr] 5s1 4d7

融点

2333.85 °C

沸点

4149.85 °C

密度

1.21e+4 kg/m³

酸化数

−4, −2, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8

電気陰性度(Pauling)

2.2

第1イオン化エネルギー

7.3605 eV

発見年

1828

原子半径

130 pm

詳細

名称の由来 Latin: Ruthenia (Russia).
発見国 Russia
発見者 Karl Klaus

Ruthenium is a hard, platinum-group transition metal with atomic number 44. It is rare in the crust and is recovered chiefly with platinum and nickel-copper sulfide ores. Chemically it is notable for a wide range of oxidation states, especially +2, +3, +4, +6, and +8, and for forming many coordination and organometallic compounds. Metallic ruthenium improves hardness and corrosion resistance in some platinum and palladium alloys, while its oxides and complexes are important in catalysis and electrochemistry.

Ruthenium is a hard, white metal and has four crystal modifications. It does not tarnish at room temperatures, but oxidizes explosively. It is attacked by halogens, hydroxides, etc. Ruthenium can be plated by electrodeposition or by thermal decomposition methods. The metal is one of the most effective hardeners for platinum and palladium, and is alloyed with these metals to make electrical contacts for severe wear resistance. A ruthenium-molybdenum alloy is said to be superconductive at 10.6 K. The corrosion resistance of titanium is improved a hundredfold by addition of 0.1% ruthenium. It is a versatile catalyst. Hydrogen sulfide can be split catalytically by light using an aqueous suspension of CdS particles loaded with ruthenium dioxide. It is thought this may have application to removal of H2S from oil refining and other industrial processes. Compounds in at least eight oxidation states have been found, but of these, the +2, +3, and +4 states are the most common. Ruthenium tetroxide, like osmium tetroxide, is highly toxic. In addition, it may explode. Ruthenium compounds show a marked resemblance to those of cadmium.

The name derives from the Latin ruthenia for the old name of Russia. It was discovered in a crude platinum ore by the Russian chemist Gottfried Wilhelm Osann in 1828. Osann thought that he had found three new metals in the sample, pluranium, ruthenium, and polinium. In 1844, Russian chemist Karl Karlovich Klaus was able to show that Osann's mistake was due to the impurity of the sample, and Klaus was able to isolate the ruthenium metal.

Ruthenium was discovered by Karl Karlovich Klaus, a Russian chemist, in 1844 while analyzing the residue of a sample of platinum ore obtained from the Ural mountains. Apparently, Jedrzej Sniadecki, a Polish chemist, had produced ruthenium in 1807 but he withdrew his claim of discovery after other scientists failed to replicate his results. Ruthenium tends to occur along with deposits of platinum and is primarily obtained as a byproduct of mining and refining platinum. Ruthenium is also obtained as a byproduct of the nickel mining operation in the Sudbury region of Ontario, Canada.

From the Latin word Ruthenia, Russia. In 1827, Berzelius and Osann examined the residues left after dissolving crude platinum from the Ural mountains in aqua regia. While Berzelius found no unusual metals, Osann thought he found three new metals, one of which he named ruthenium. In 1844 Klaus, generally recognized as the discoverer, showed that Osann's ruthenium oxide was very impure and that it contained a new metal. Klaus obtained 6 g of ruthenium from the portion of crude platinum that is insoluble in aqua regia.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
130 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
146 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
207 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
125 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
1.21 × 104 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0083 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
2333.85 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
4149.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
117 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.238 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
24.06 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
六方最密充填構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
2.2 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.54
電子親和力
1.05 eV
第1イオン化エネルギー
7.3605 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
16.760058 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
28.470098 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
45.000155 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
59.000203 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−4, −2, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 全元素の酸化数を比較 →
価電子
8 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Kr] 5s1 4d7

熱力学的性質

融解熱
0.24874333 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
6.166762 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
6.736798 eV
原子化熱
6.736798 eV
原子化エンタルピー
6.743017 eV

原子核

陽子数
44 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
58 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
41 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
6 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Ru-102
発見年
1828

存在度

存在度(地殻)
0.001 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
7 × 10−7 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
270 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 15, 1 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-18-8 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
5F5
InChI
InChI=1S/Ru
InChI Key
KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 44
電子 44
電荷 中性
電子配置 Ru: 4d⁷ 5s¹
電子配置
測定値
[Kr] 4d⁷ 5s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁷ 5s¹
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
1/2 1↑
4d
7/10 3↑
総電子数: 44 不対電子: 4 ?

原子モデル

陽子 44
中性子 58
電子 44
質量数 102
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

0 / 0 (0 強度データあり:0本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

10231.5500%10418.6200%10117.0600%9912.7600%10012.6000%981.8700%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
98 安定97.9052868 ± 0.00000691.8700%安定
99 安定98.9059341 ± 0.000001112.7600%安定
100 安定99.9042143 ± 0.000001112.6000%安定
101 安定100.9055769 ± 0.000001217.0600%安定
102 安定101.9043441 ± 0.000001231.5500%安定
104 安定103.9054275 ± 0.000002818.6200%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(2333.85 °C)より2308.8 °C低い

融点 2333.85 °C
沸点 4149.85 °C
融点との差(下) 2308.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
2333.85 °C
沸点 文献値
4149.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.24874333 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
6.166762 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
6.736798 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
1.21e+4 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
1.21e+4 kg/m³

標準条件下

原子スペクトル

全44件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Ru I 054111519
Ru II +159859
Ru III +29300
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Ru I 0329
Ru II +1235
Ru III +226
Ru IV +32
Ru V +42
Ru VI +52
Ru VII +62
Ru VIII +72
Ru IX +82
Ru X +92
NIST準位データの収録状況 →
44 Ru 101.07

Ruthenium — 原子軌道可視化ツール

[Kr]5s14d7
エネルギー準位 2 8 18 15 1
酸化数 -4, -2, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8
HOMO 5s n=5 · l=0 · m=0
Ruthenium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
44 Ru 101.07

Ruthenium — 結晶構造可視化ツール

単純六方格子 · ピアソン記号 hP2
実験値
ピアソン記号 hP2
配位数 12
充填率 76.494%
Ruthenium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+36データなし68 pm
+46データなし62 pm
+56データなし56.49999999999999 pm
+74データなし38 pm
+84データなし36 pm

化合物

Ru
101.100 u
Ru+3
101.100 u
Ru
105.907 u
Ru
102.906 u
Ru
96.908 u
Ru
104.908 u
Ru
98.906 u
Ru+2
101.100 u
Ru+
101.100 u
Ru
109.914 u
Ru
101.904 u
Ru
93.911 u
Ru+4
101.100 u
Ru+6
101.100 u
Ru+8
101.100 u
Ru+5
101.100 u
Ru
94.910 u

同位体 (6)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
98 安定97.9052868 ± 0.00000691.8700% ± 0.0300%安定
stable
99 安定98.9059341 ± 0.000001112.7600% ± 0.1400%安定
stable
100 安定99.9042143 ± 0.000001112.6000% ± 0.0700%安定
stable
101 安定100.9055769 ± 0.000001217.0600% ± 0.0200%安定
stable
102 安定101.9043441 ± 0.000001231.5500% ± 0.1400%安定
stable
104 安定103.9054275 ± 0.000002818.6200% ± 0.2700%安定
stable
98 安定
原子質量(u) 97.9052868 ± 0.0000069
天然存在比 1.8700% ± 0.0300%
半減期 安定
崩壊形式
stable
99 安定
原子質量(u) 98.9059341 ± 0.0000011
天然存在比 12.7600% ± 0.1400%
半減期 安定
崩壊形式
stable
100 安定
原子質量(u) 99.9042143 ± 0.0000011
天然存在比 12.6000% ± 0.0700%
半減期 安定
崩壊形式
stable
101 安定
原子質量(u) 100.9055769 ± 0.0000012
天然存在比 17.0600% ± 0.0200%
半減期 安定
崩壊形式
stable
102 安定
原子質量(u) 101.9043441 ± 0.0000012
天然存在比 31.5500% ± 0.1400%
半減期 安定
崩壊形式
stable
104 安定
原子質量(u) 103.9054275 ± 0.0000028
天然存在比 18.6200% ± 0.2700%
半減期 安定
崩壊形式
stable

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
125 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
114 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
103 pm

ファンデルワールス半径

Batsanov
205 pm
Alvarez
246 pm
UFF
296.3 pm
MM3
234 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
237 pm
金属半径(C12)
134 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
60
Pettifor
63
Glawe
61

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
5
Gunnarsson–Lundqvist
4
Robles–Bartolotti
3

分極率と分散

双極子分極率
72 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
10 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
809 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
774 kJ/mol
気相塩基性
751.4 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
8.2 cm3/mol
ミーデマ電子密度
6

供給リスクと経済性

生産集中度
60
相対供給リスク
8
埋蔵量の分布
95
政治的安定性(最大生産国)
44
政治的安定性(最大埋蔵国)
44

相転移と同素体

融点2606.15 K
沸点4420.15 K

酸化数の分類

+2 extended
+8 extended
−2 extended
+5 extended
+3 main
+1 extended
+6 extended
+4 main
+7 extended
−4 extended

専門参考データ

遮蔽定数 (10)
n軌道σ
1s0.9077
2p4.0492
2s11.6202
3d14.6411
3p16.7789
3s16.3988
4d31.1872
4p27.5652
4s26.344
5s37.5155
結晶半径の詳細 (5)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3VI82
4VI76from r^3 vs V plots, from metallic oxides,
5VI70.5estimated, from r^3 vs V plots,
7IV52
8IV50
同位体の崩壊形式 (62)
同位体モード強度
85B+—
85B+p—
85p—
86B+—
86B+p—
87B+—
87B+p—
88B+100%
88B+p3.6%
89B+100%
X線散乱因子 (615)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—1.51919
10.1617—1.51438
10.3261—1.51486
10.4931—1.54335
10.6628—1.57238
10.8353—1.60195
11.0105—1.63207
11.1886—1.66277
11.3696—1.7032
11.5535—1.79614

追加データ

Sources

Sources of this element.

A member of the platinum group, ruthenium occurs native with other members of the group in ores found in the Ural mountains and in North and South America. It is also found along with other platinum metals in small but commercial quantities in pentlandite in the Sudbury, Ontario nickel-mining region, and in the pyroxinite deposits of South Africa.

参考文献 (1)

Production

Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).

The metal is isolated commercially by a complex chemical process, the final stage of which is the hydrogen reduction of ammonium ruthenium chloride, which yields a powder. The powder is consolidated by powder metallurgy techniques or by argon-arc welding.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ru

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Ruthenium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Ruthenium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Ruthenium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Ruthenium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Ruthenium

This section provides all form of data related to element Ruthenium.

9 PubChem Elements
Ruthenium

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。