THE ルテニウム, 原子番号 44は、周期表のグループ8にある金属です。 これは、オスミウム、パラジウム、イリジウム、ロジウム、そしてもちろん、プラチナグループメタルとして知られているものの一部です。 白金. それはいくつかの酸化状態を持つことができ、周期表で最も高い+8の形式電荷にさえ達します。
ルテニウムはその高貴さのために、反応性が低く、耐食性が広いなど、優れた物理化学的特性を備えています。 したがって、それはで使用されます 金属合金 その機械的特性を向上させ、またその防食保護を改善します。 さらに、ルテニウムとその化合物は、現代の化学反応やより安価な太陽電池の開発に使用されてきました。
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ルテニウムのまとめ
ルテニウムは、のグループ8に属する金属です。 周期表.
これはプラチナグループメタル（MGP）の1つであり、パラジウム、オスミウム、イリジウム、ロジウム、プラチナ自体も含まれています。
にほとんど存在しません 地球の地殻、しかし反応性が低いため、純粋な形で見つけることができます。
0から+8の範囲のさまざまな酸化状態の化合物を生成することができます。
鉱業の副産物として商業的に得られます ニッケル.
冶金業界では、一部の合金の物理的および耐食性が向上します。
その化合物は、現代の化学プロセスや、従来の太陽電池よりも安価な製造に使用されてきました。
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ルテニウムの特性
シンボル： Ru。
原子番号： 44.
原子質量： 101.07 c.u.
電気陰性度： 2,2.
融点： 2334°C。
沸点： 4150°C。
密度： 12.1 g.cm-3 （20°Cで）。
電子配置： [Kr]5秒1 4d7.
化学シリーズ： グループ8、遷移金属、白金族金属。
ルテニウムの特徴
ルテニウムは 金属 プラチナグループメタル（MGP）として知られるグループに属し、プラチナ、パラジウム、オスミウム、イリジウム、ロジウムの金属で構成されています。 このグループに属しているため、ルテニウムには、 貴金属、あなたのように 低い反応性と高い耐食性.
それは 地球の地殻に金属が存在しない、平均構成は10-8大規模な％。 しかし、それはより多く存在します 隕石、コンドライトや隕石のように 鉄. ルテニウムには、7つの天然同位体と34の放射性同位体があります。
金属の形では、ルテニウムはRuOの薄層によって保護されています2、これは 酸化 Oによるこの金属の2 870Kの温度まで。 ルテニウムはまだフッ素と反応することができます（F2）および塩素（Cl2）加熱下にあり、KClOなどの他の酸化剤と混合すると塩酸にも攻撃されます4、爆発的な酸化を引き起こします。
溶融アルカリ性物質は、金属と反応する能力もあります。 しかし、彼は攻撃されていません 酸、低温または高温であり、王水による攻撃を受けることはできません。
オスミウム（第8族の元素）にまで及ぶルテニウムの特徴の1つは、 多種多様な酸化状態 この要素が持つことができるもの： NOx その化合物の割合は0から+8まで変化する可能性があり、+3状態が最も安定しています。
+8酸化状態は、周期表のどの元素も到達する最高の状態です。 このNOxを含む物質の例はRuOです4. この酸化物は毒性があり、オゾンを思わせる臭いがあり、四塩化炭素（CCl）に非常によく溶けます。4). また、強力な酸化剤です。
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ルテニウムはどこにありますか？
その高貴な特徴のために、ルテニウムは自然界でその本来の形で見つけることができます、 ウラル山脈や南北アメリカの地域のように、他のMGPと一緒に。
ただし、商業的には、 ニッケル尾鉱、から来るその精製に由来する ペントランダイト鉱石、（Fe、Ni）S。 注目すべきはの預金です 南アフリカ, ロシア, ジンバブエ, 私たち と カナダ.
ルテニウムの入手
貴金属は分離が難しい.MGPの場合、物理化学的性質がある程度類似しているため、困難が生じます。 ルテニウムの抽出は非常に複雑ですが、利用できる技術はたくさんあります。 ある意味で、問題は、実験室だけでなく、産業の現実に適用できる安全な技術を見つけることです。
たとえば、四酸化ルテニウム、RuOの蒸留4、は実験室で作ることができ、揮発性化合物であるため、他のMGPから分離することは興味深いでしょう。 ただし、180°Cを超えると四酸化ルテニウムは爆発性があるため、大規模な使用はお勧めしません。 他のMGPとの化学的類似性により選択的沈殿が困難になるため、沈殿によってそれを取得することも困難です。
それで、 最もよく使用される方法は、溶媒抽出によるものです、ルテニウムを濃縮し、他の化合物から分離することができます。 方法の1つは、可溶性種RuClへの変換です。62-、これは第三級アミンで分離でき、その結果、99％を超える純度のルテニウムを生成します。
ルテニウムの応用
業界では、金属合金へのルテニウムの適用が非常によく見られます。 製品の物理化学的性質を改善します. たとえば、0.1質量％のルテニウムを チタン 耐食性が100倍になります。
ただし、ルテニウムの大部分は、その製品の研究と開発に使用されています。 を含む研究 触媒 ルテニウムに基づいて、有機合成にメタセシス技術を統合し、2005年にノーベル化学賞を受賞したイヴ・ショーヴァン、ロバート・グラブス、リチャード・シュロックを受賞しました。
ルテニウム錯体は、接触水素化反応にも広く使用されています。 ウィリアム・ノールズ、バリー・シャープレス、野依良治がノーベル化学賞を受賞した非対称 2001.
広く研究されているルテニウム化合物は、この金属と2,2'-ビピリジンとの錯体、いわゆる ルビー. この物質といくつかの誘導体は、Ruのために大きな酸化能力を持っていることに気づきました3+、および還元、ビピリジンのため。 ルテニウム化合物も研究されています 低コストの太陽電池の開発 市場のものと比較して。
詳細：バナジウム—化学産業にとって重要な触媒
ルテニウムの歴史
1827年、ヤコブ・ベルセリウスとゴットフリート・オサンは、王水を伴うウラル山脈からのプラチナの溶解から残った残留物を調査しました。 ベルセリウスは新しい金属を発見しませんでしたが、オサンは彼が3つの新しい金属を発見したと信じ、そのうちの1つをルテニウムと名付けました。
KarlKarlovitchKlausは一般的に考えられています ルテニウムの発見者. 1844年に、彼はOsannによって観察された化合物が 酸化物 ルテニウムは不純です。 クラウスは、王水で処理された不溶性の白金廃棄物から約6gの金属を入手しました。
ルテニアという名前はロシアへのオマージュです—国のラテン語の名前はルテニアです。 クラウスは、オサンの業績を称えるだけでなく、故郷に敬意を表してこの名前を維持しました。
ルテニウムで解決された演習
質問1
ルテニウムは、0から+8の範囲のいくつかの可能な酸化状態を持つ金属です。 Ru酸化物で2THE3、RuO2 およびRuO4、それぞれルテニウムの酸化数はいくつですか？
A）0、+ 2、および+4
B）+ 3、+ 2、+ 4
C）+ 3、+ 4、+ 8
D）+ 2、+ 4、+ 5
E）0、+ 4、および+8
解像度：
代替C
酸化物では、 空気 NOxを-2に等しく保ちます。 したがって、化合物中のルテニウムのNOxは次のように計算できます。
Ru2THE3：2x + 3（-2）=0→2x– 6=0→2x=6→x=3
RuO2：y + 2（-2）=0→y– 4=0→y=4
RuO4：z + 4（-2）=0→z– 8=0→z=8
質問2
ルテニウムは酸化物RuOを形成することができます4、元素が周期表の元素に対して可能な限り高い電荷（NOx）を持つ化合物。 この化合物について、私たちはそれを言うことができます：
A）中性酸化物です。
B）酸化性物質です。
C）この化合物のルテニウムのNOxは+4です。
D）還元性物質です。
解像度：
代替案B
RuOで4、ルテニウムのNOxは+8です。 この場合、化学反応では、すでに最大値（周期表で可能な最大値）に達しているため、電荷を増やすことができませんでした。 したがって、化学プロセスでは、RuのNOxは低下するだけです。つまり、ルテニウムは還元することしかできません。
ルテニウムが還元されると、反応媒体に含まれる別の物質が酸化され、この物質が酸化剤として特徴付けられます。
StefanoAraújoNovais著
化学の先生
