Ru 44

Рутений (Ru)

Переходный металл
Период: 5 Группа: 8 Блок: d

Твердое вещество

Стандартная относительная атомная масса

101,07 u

Электронная конфигурация

[Kr] 5s1 4d7

Температура плавления

2333,85 °C

Температура кипения

4149,85 °C

Плотность

1,21e+4 kg/m³

Степени окисления

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

Электроотрицательность (по Полингу)

2,2

Энергия ионизации (1-я)

7,3605 eV

Год открытия

1828

Атомный радиус

130 pm

Подробные сведения

Происхождение названия Латинское: Ruthenia (Россия).
Страна открытия Россия
Первооткрыватели Карл Клаус

Рутений — твёрдый переходный металл платиновой группы с атомным номером 44. Он редок в земной коре и извлекается главным образом из сульфидных руд платины и никель-меди. В химическом отношении он примечателен широким диапазоном степеней окисления, особенно +2, +3, +4, +6 и +8, а также образованием множества координационных и металлоорганических соединений. Металлический рутений повышает твёрдость и коррозионную стойкость некоторых сплавов платины и палладия, тогда как его оксиды и комплексы важны в катализе и электрохимии.

Рутений — твёрдый, белый металл, имеющий четыре кристаллические модификации. Он не тускнеет при комнатной температуре, но взрывообразно окисляется. На него действуют галогены, гидроксиды и т. д. Рутений можно наносить гальваническим осаждением или методами термического разложения. Этот металл является одним из наиболее эффективных упрочнителей платины и палладия и легируется с этими металлами для изготовления электрических контактов с высокой износостойкостью. Сообщается, что сплав рутения с молибденом становится сверхпроводящим при 10,6 K. Коррозионная стойкость титана увеличивается в сто раз при добавлении 0,1% рутения. Он является универсальным катализатором. Сероводород может катализически расщепляться светом с использованием водной суспензии частиц CdS, покрытых диоксидом рутения. Предполагается, что это может найти применение для удаления H2S из процессов нефтепереработки и других промышленных процессов. Обнаружены соединения по меньшей мере в восьми степенях окисления, однако наиболее распространены состояния +2, +3 и +4. Тетроксид рутения, как и тетроксид осмия, чрезвычайно токсичен. Кроме того, он может взрываться. Соединения рутения проявляют заметное сходство с соединениями кадмия.

Название происходит от латинского ruthenia — старого названия России. Этот элемент был обнаружен в сырой платиновой руде русским химиком Готтфридом Вильгельмом Оссаном в 1828 году. Оссан полагал, что обнаружил в образце три новых металла: плураний, рутений и полиний. В 1844 году русский химик Карл Карлович Клаус смог показать, что ошибка Оссана была обусловлена примесью в образце, и Клаус смог выделить металлический рутений.

Рутений был открыт Карлом Карловичем Клаусом, русским химиком, в 1844 году при анализе остатка образца платиновой руды, полученного с Уральских гор. По-видимому, Енджей Снядецкий, польский химик, получил рутений в 1807 году, но затем отказался от своего заявления об открытии после того, как другие ученые не смогли воспроизвести его результаты. Рутений обычно встречается вместе с залежами платины и в основном получают как побочный продукт добычи и рафинирования платины. Рутений также получают как побочный продукт добычи никеля в районе Садбери провинции Онтарио, Канада.

От латинского слова Ruthenia, Россия. В 1827 году Берцелиус и Оссан исследовали остатки, оставшиеся после растворения сырой платины с Уральских гор в царской водке. В то время как Берцелиус не обнаружил необычных металлов, Оссан думал, что нашел три новых металла, один из которых он назвал рутением. В 1844 году Клаус, обычно признаваемый первооткрывателем, показал, что оксид рутения Оссана был очень неочищенным и что он содержал новый металл. Клаус получил 6 г рутения из части сырой платины, нерастворимой в царской водке.

Изображения

Свойства

Физические свойства

Атомный радиус (эмпирический)
130 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
Ковалентный радиус
146 pm Сравнить Ковалентный радиус у всех элементов →
Ван-дер-ваальсов радиус
207 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
Металлический радиус
125 pm Сравнить Металлический радиус у всех элементов →
Плотность
1,21 × 104 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
Молярный объём
0,0083 L/mol
Фаза при стандартных температуре и давлении
Твёрдое вещество Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
Температура плавления
2333,85 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
Температура кипения
4149,85 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
Теплопроводность
117 Вт/(м·К) Сравнить Теплопроводность у всех элементов →
Удельная теплоёмкость
0,238 Дж/(г·К) Сравнить Удельная теплоёмкость у всех элементов →
Молярная теплоёмкость
24,06 Дж/(моль·К) Сравнить Молярная теплоёмкость у всех элементов →
Кристаллическая структура
Гексагональная плотноупакованная Сравнить Кристаллическая структура у всех элементов →

Химические свойства

Электроотрицательность (по Полингу)
2,2 Сравнить Электроотрицательность (по Полингу) у всех элементов →
Электроотрицательность (по Аллену)
1,54
Сродство к электрону
1,05 eV
Энергия ионизации (1-я)
7,3605 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (2-я)
16,760058 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (3-я)
28,470098 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (4-я)
45,000155 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (5-я)
59,000203 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
Степени окисления
−4, −2, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
Валентные электроны
8 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
Электронная конфигурация
[Kr] 5s1 4d7

Термодинамические свойства

Теплота плавления
0,24874333 eV Сравнить Теплота плавления у всех элементов →
Теплота испарения
6,166762 eV Сравнить Теплота испарения у всех элементов →
Теплота сублимации
6,736798 eV
Теплота атомизации
6,736798 eV
Энтальпия атомизации
6,743017 eV

Ядерные свойства

Протоны
44 Сравнить Протоны у всех элементов →
Нейтроны
58 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
Известные изотопы
41 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
Стабильные изотопы
6 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
Наиболее стабильный изотоп
Ru-102
Год открытия
1828

Распространённость

Содержание в земной коре
0,001 мг/кг Сравнить Содержание в земной коре у всех элементов →
Содержание в океане
7 × 10−7 мг/л Сравнить Содержание в океане у всех элементов →

Кристаллическая структура

Параметр решётки a
270 pm

Электронная структура

Электроны по оболочкам
2, 8, 18, 15, 1 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →

Идентификаторы

Номер CAS
7440-18-8 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
Символ терма
5F5
InChI
InChI=1S/Ru
Ключ InChI
KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Измеренные

Заряд иона
Протоны 44
Электроны 44
Заряд Нейтральный атом
Конфигурация Ru: 4d⁷ 5s¹
Электронная конфигурация
Измеренные
[Kr] 4d⁷ 5s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁷ 5s¹
Орбитальная диаграмма
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↑
Всего электронов: 44 Неспаренные: 4 ?

Модель атома

Протоны 44
Нейтроны 58
Электроны 44
Массовое число 102
Стабильность Стабильный

Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.

Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.

Атомный отпечаток

Спектр излучения / поглощения

0 / 0 (0 0 с интенсивностью)
Измеренные
Излучение Видимый диапазон: 380–750 нм

Распределение изотопов

10231,5500%10418,6200%10117,0600%9912,7600%10012,6000%981,8700%Массовое числоСодержание в природе (%)
Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспада
98 Стабильный97,9052868 ± 0,00000691,8700%Стабильный
99 Стабильный98,9059341 ± 0,000001112,7600%Стабильный
100 Стабильный99,9042143 ± 0,000001112,6000%Стабильный
101 Стабильный100,9055769 ± 0,000001217,0600%Стабильный
102 Стабильный101,9043441 ± 0,000001231,5500%Стабильный
104 Стабильный103,9054275 ± 0,000002818,6200%Стабильный
Измеренные

Фаза / агрегатное состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое вещество 25 °C (298,15 К)

Причина: на 2308,8 °C ниже температуры плавления (2333,85 °C)

Температура плавления 2333,85 °C
Температура кипения 4149,85 °C
Ниже температуры плавления на 2308,8 °C
0 К Текущая температура: 25 °C 6000 К
Шкала фазовых состояний

Схематично, без соблюдения масштаба

Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Плавление
Кипение
25°C
Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Текущее значение

Температуры фазовых переходов

Температура плавления Из литературы
2333,85 °C
Температура кипения Из литературы
4149,85 °C
Текущая фаза Расчётные
Твёрдое вещество

Энергии переходов

Теплота плавления Из литературы
0,24874333 eV

Энергия, необходимая для плавления 1 моль вещества при температуре плавления

Теплота испарения Из литературы
6,166762 eV

Энергия, необходимая для испарения 1 моль вещества при температуре кипения

Теплота сублимации Из литературы
6,736798 eV

Энергия, необходимая для сублимации 1 моль вещества при температуре сублимации

Плотность

Справочная плотность Из литературы
1,21e+4 kg/m³

При стандартных условиях

Текущая плотность Расчётные
1,21e+4 kg/m³

При стандартных условиях

Атомные спектры

Показано 10 из 44. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Данные о спектральных линиях ?

ИонЗарядВсего линийВероятности переходовОбозначения уровней
Ru I 054111519
Ru II +159859
Ru III +29300
Данные NIST о спектральных линиях →

Данные об энергетических уровнях ?

ИонЗарядУровни
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
Данные NIST об энергетических уровнях →
44 Ru 101.07

Рутений — Визуализатор атомных орбиталей

[Kr]5s14d7
Энергетические уровни 2 8 18 15 1
Степени окисления -4, -2, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8
HOMO 5s n=5 · l=0 · m=0
Рутений — предварительный просмотр визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
44 Ru 101.07

Рутений — Визуализатор кристаллической структуры

Примитивная гексагональная · Символ Пирсона hP2
Экспериментальные
Символ Пирсона hP2
Коорд. число 12
Коэффициент упаковки 76.494%
Рутений — предварительный просмотр визуализатора кристаллической структуры
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+36Нет данных68 пм
+46Нет данных62 пм
+56Нет данных56.49999999999999 пм
+74Нет данных38 пм
+84Нет данных36 пм

Соединения

Ru
101,100 а. е. м.
Ru+3
101,100 а. е. м.
Ru
105,907 а. е. м.
Ru
102,906 а. е. м.
Ru
96,908 а. е. м.
Ru
104,908 а. е. м.
Ru
98,906 а. е. м.
Ru+2
101,100 а. е. м.
Ru+
101,100 а. е. м.
Ru
109,914 а. е. м.
Ru
101,904 а. е. м.
Ru
93,911 а. е. м.
Ru+4
101,100 а. е. м.
Ru+6
101,100 а. е. м.
Ru+8
101,100 а. е. м.
Ru+5
101,100 а. е. м.
Ru
94,910 а. е. м.

Изотопы (6)

Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспадаТип распада
98 Стабильный97,9052868 ± 0,00000691,8700% ± 0,0300%Стабильный
stable
99 Стабильный98,9059341 ± 0,000001112,7600% ± 0,1400%Стабильный
stable
100 Стабильный99,9042143 ± 0,000001112,6000% ± 0,0700%Стабильный
stable
101 Стабильный100,9055769 ± 0,000001217,0600% ± 0,0200%Стабильный
stable
102 Стабильный101,9043441 ± 0,000001231,5500% ± 0,1400%Стабильный
stable
104 Стабильный103,9054275 ± 0,000002818,6200% ± 0,2700%Стабильный
stable
98 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 97,9052868 ± 0,0000069
Содержание в природе 1,8700% ± 0,0300%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
99 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 98,9059341 ± 0,0000011
Содержание в природе 12,7600% ± 0,1400%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
100 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 99,9042143 ± 0,0000011
Содержание в природе 12,6000% ± 0,0700%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
101 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 100,9055769 ± 0,0000012
Содержание в природе 17,0600% ± 0,0200%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
102 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 101,9043441 ± 0,0000012
Содержание в природе 31,5500% ± 0,1400%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
104 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 103,9054275 ± 0,0000028
Содержание в природе 18,6200% ± 0,2700%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable

Расширенные данные о свойствах

Ковалентные радиусы (расширенные данные)

Ковалентный радиус (по Пююккё)
125 pm
Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
114 pm
Ковалентный радиус (по Пююккё, тройная связь)
103 pm

Ван-дер-ваальсовы радиусы

Batsanov
205 pm
Alvarez
246 pm
UFF
296,3 pm
MM3
234 pm

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (по Раму)
237 pm
Металлический радиус (КЧ 12)
134 pm

Шкалы нумерации

Mendeleev
60
Pettifor
63
Glawe
61

Шкалы электроотрицательности

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

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость
72 a.u.
Дипольная поляризуемость (неопределённость)
10 a.u.
C₆ (Gould–Bučko)
809 Ha·Bohr6

Химическое сродство

Сродство к протону
774 kJ/mol
Газофазная основность
751,4 kJ/mol

Параметры Мидемы

Молярный объём по Мидеме
8,2 cm3/mol
Электронная плотность по Мидеме
6

Риски поставок и экономика

Концентрация производства
60
Относительный риск поставок
8
Распределение запасов
95
Политическая стабильность (ведущий производитель)
44
Политическая стабильность (страна с крупнейшими запасами)
44

Фазовые переходы и аллотропные модификации

Температура плавления2606,15 K
Температура кипения4420,15 K

Категории степеней окисления

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

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (10)
nОрбитальσ
1s0,9077
2p4,0492
2s11,6202
3d14,6411
3p16,7789
3s16,3988
4d31,1872
4p27,5652
4s26,344
5s37,5155
Подробные данные о кристаллических радиусах (5)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Происхождение
3VI82
4VI76from r^3 vs V plots, from metallic oxides,
5VI70,5estimated, from r^3 vs V plots,
7IV52
8IV50
Типы распада изотопов (62)
ИзотопРежимИнтенсивность
85B+—
85B+p—
85p—
86B+—
86B+p—
87B+—
87B+p—
88B+100%
88B+p3,6%
89B+100%
Факторы рассеяния рентгеновского излучения (615)
Энергия (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

Дополнительные данные

Оценочная распространённость в земной коре

The estimated element abundance in the earth's crust.

Оценочная распространённость в земной коре

1×10-3 milligrams per kilogram

Источники (1)

Оценочная распространённость в океане

The estimated element abundance in the earth's oceans.

Оценочная распространённость в океане

7×10-7 milligrams per liter

Источники (1)

Источники

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.

Источники (1)

Получение

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Примечание к лицензии: 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/

Примечание к лицензии: 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.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержание проверено на соответствие новейшим научным данным.