Все о рутении

Элементы таблицы Менделеева знакомы каждому, однако, с течением времени ученые открывают новые, а также подробно описывают свойства уже известных. Одним из примечательных и интересных открытий является рутений, который имеет уникальные магнитные свойства и поэтому очень важен для науки и современных технологий.

Рутений считается самым легким из металлов группы платиновых, а также характеризуется меньшей благородностью. Открыл элемент профессор Озанн, которому были интересны исследования уральских драгоценных руд. Исследователь сделал вывод, что в руде, помимо платины, содержатся рутений, полуран, полином. Наименования элементы получили от Озанна, при этом рутений был назван в честь России. Отношение к работе профессора было довольно критичным, поэтому эксперименты химик проводил неоднократно.

Через несколько десятилетий работы Озанна заинтересовали профессора химии К. К. Клаусса из Казанского университета. Он разрабатывал собственные эксперименты для извлечения платины из драгоценной руды.

Практически всю свою жизнь положил на исследование данного многовалентного металла советский ученый С.М.Старостин. В ходе своей деятельности он сделал массу выводов о характерных особенностях рутения, а также о тяжести его отделения от урана и плутония.

Рутений относят к классу благородных металлов, его свойства имеют частичную схожесть с характеристиками железа и осмия. Элемент имеет 44-й номер в таблице Менделеева и находится в 8-й группе 5-го периода. Рутений имеет относительную атомную массу 101,07 а.е.м. В его электронную формулу входят 44 положительно заряженных ядра, внутри которых располагаются 44 протона, 57 нейтронов, а также 44 электрона, что движутся вокруг по 5-ти орбитам.

Рутений – это не только металл, но и добавка, которая придает золоту черный цвет. Его электронная формула – 4s 2 p 6 d 7 5s 1, температура плавления – 2250 градусов Цельсия. Ученые утверждают, что этого металла в земной коре имеется около 5000 тонн. По этой причине, а также из–за трудной добычи благородный элемент стоит дорого. Свойства рутения отличаются от характеристик иных металлов, поэтому его ценят во многих отраслях промышленности. Вреден элемент может быть только в некоторых соединениях.

Химические свойства казанского металла считаются типичными для представителей платиновых. Это высокоинертный элемент таблицы Менделеева, у которого 7 естественных изотопов с высокой стабильностью и 20 искусственных, которые имеют массовые числа 92-113.

В условиях нормальной температуры рутений не подвергается окислению и коррозийным процессам, а также влиянию кислоты и щелочи. Если рутений нагреть до температуры 400 градусов по Цельсию, то он способен вступить в реакцию с хлором. Нагретый до 930 градусов металл может взаимодействовать с кислородом.

Есть металлы, которые вместе с рутением способны создавать сплавы с высокой устойчивостью – интерметаллиды. В соединениях благородный элемент проявляет валентность 0-8. Самыми значимыми соединениями с участием рутения считаются двуокись рутения, четырехокись рутения, сульфид рутения, а также его фторид.

В виде чистого металла рутений может использоваться как катализатор, имеющий высокую избирательную способность. Эта характеристика способствует тому, что благородный металл может быть использован для синтеза веществ органической и неорганической природы.

Рутений – это красивый твердый металл, его окраска напрямую зависит от метода получения и может варьироваться от серо-голубой до серебристо-белой. Благодаря некоторым характеристикам элемент считается уникальным. Из-за чрезвычайной хрупкости рутений можно без труда растереть в руке, однако, при этом он имеет высокую твердость – 6,5 по 10-балльной шкале Мооса.

Рутений относят к самым легким металлам группы платиновых, его плотность составляет 12,45 г/см3. Данный элемент отличается тугоплавкостью – чтобы он перешел в жидкое состояние, потребуется температура 2334 градуса по Цельсию. Во время плавки в электродуге происходит испарение металлических частиц. Процедура высокотемпературного прокаливания на открытом воздухе влечет за собой улетучивание четырехокиси металла.

Рутений – это сверхпроводник. 44-й элемент характеризуется большим научным и практическим значением, так как считается интересным драгоценным металлом.

Благодаря тому, что рутений не окисляется, имеет приятную расцветку и блеск, его часто используют в ювелирных изделиях. При этом товаров из чистого металла не существует, так как он относится к дефицитным. Этот платиноид является хрупким, поэтому он применяется как лигатура драгоценного сплава.

Высокая стоимость рутения и его плохая плавкость способствуют его применению в качестве покрытия для украшений. Его присутствие в ювелирных изделиях способствует тому, что украшения из титана становятся стойкими к коррозии, а золотые и платиновые – более прочными. Рутений может быть использован в качестве добавки, которая окрашивает золото в черный цвет.

Соединения рутения нашли свое применение в стекольном производстве. Некоторые эмали содержат в своем составе благородный металл. Ко всему прочему рутений – это часть флуоресцирующего покрытия, которое светится благодаря его присутствию.

Известно, что рутений окрашивает опухоли и позволяет их увидеть при исследовании человеческого организма. Благодаря ему врачи видят каждую из пораженных клеток. Рутений используют также при производстве лекарств от туберкулеза, а также инфекционных и кожных недугов. Без этого благородного металла сложно себе представить космическую промышленность.

Так как рутений стоек к нагреванию, он стал неотъемлемой частью сырья для термопар, которые применяются во время замеров высокой температуры. В электротехнической промышленности рутений используется в чистом виде. Этот металл наносится небольшим слоем на радиодетали для антикоррозийного эффекта. Благодаря такому напылению изделия характеризуются химической неуязвимостью, а также невысоким механическим износом.

Несмотря на то что мировые запасы рутения невелики и составляют 5000 тонн, металл считается отходом. Этот минерал не добывают в чистом виде, а выделяют в ходе платинового производства. Дорогой металл в основном закупается промышленниками, он ценен в настоящее время и будет цениться и дальше. На сегодняшний день известны случаи применения рутения для синтеза алмазов.

Уже сегодня этот благородный металл пытается конкурировать с платиной, иридием и родием. Ученые считают, что в будущем можно многого ожидать от применения рутениевого покрытия, которое увеличивает стойкость изделия к коррозии, механическим и химическим повреждениям. Такое уникальное свойство металла, как возможность к сорбированию и пропусканию водорода, в дальнейшем может применяться для получения чистого водорода.

С металлом серебристого цвета связано много интересных фактов.

• Рутений – это единственный металл, который в России вывели путем извлечения из минерального сырья.
• До настоящего времени ни у кого не получалось добыть 100% устойчивый рутений, так как элемент характеризуется высокой химической активностью.
• Рутений – очень тугоплавкий металл, в этой характеристике ему уступают только рений, осмий, молибден, иридий, вольфрам, тантал, ниобий.
• Уникальность рутения заключается в его многовалентности, он имеет возможность к проявлению в 9 разных валентностях.
• Данный благородный металл невозможно растворить в кислоте и «царской водке».
• Этот элемент считается единственным, который имеет возможность к связыванию воздушного азота в химическое соединение. Такую способность имеют некоторые виды бактерий.
• В природе встречается одно вещество с рутением – лаурит.
• Относительно большое количество рутения находится в России, Канаде и США.
• Рутений – это редкий высоковалентный металл с уникальными свойствами. Его высший оксид считается довольно ядовитым веществом.

В следующем видео вас ждет дополнительная информация о рутении.