Ruthenium
Ruthenium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ru und der Ordnungszahl 44.Es handelt sich um ein seltenes Übergangsmetall der Platingruppe.
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Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Name, Symbol, Ordnungszahl | Ruthenium, Ru, 44 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Serie | Übergangsmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe, Periode, Block | 8, 5, d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dichte, Mohshärte | 12370 kg/m3, 6,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aussehen | silbrig weiß metallisch | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomgewicht | 101,07 amu | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (berechnet) | 130 (178) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 126 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
van der Waals-Radius | k. A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronenkonfiguration | [Kr]4d4d75s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
e- 's pro Energieniveau | 2, 8, 18, 15, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustände (Oxid) | 2, 3, 4, 6, 8 (leicht sauer) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallstruktur | hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aggregatzustand (Magnetismus) | fest (__) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzpunkt | 2607 K (2334 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 4423 K (4150 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molares Volumen | 8,17 · 10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungswärme | 595 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schmelzwärme | 24 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dampfdruck | 1,4 Pa bei 2523 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Schallgeschwindigkeit | 5970 m/s bei 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verschiedenes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität | 2,2 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Spezifische Wärmekapazität | 238 J/(kg · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrische Leitfähigkeit | 13,7 · 106/m Ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 117 W/(m · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Ionisierungsenergie | 710,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Ionisierungsenergie | 1620 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Ionisierungsenergie | 2747 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. |
Table of contents |
2 Anwendungen 3 Geschichte 4 Vorkommen 5 Verbindungen 6 Isotope 7 Vorsichtsmaßnahmen 8 Weblinks |
Plattierungen aus Ruthenium können elektrolytisch wie auch durch thermische Zersetzung hergestellt werden.
Jöns Jakob Berzelius and Gottfried Osann entdeckten Ruthenium schon 1827. Auch sie lösten Rohplatin in Königswasser und untersuchten den unlöslichen Rückstand. Während Berzelius kein ungewöhnliches Metall fand, war Osann überzeugt gleich drei neue Metalle gefunden zu haben. Einem gab er den namen Ruthenium.
Ebenso könnte der polnische Chemiker Jedrzej Sniadecki das Element 44, das er Vestium nannte, 1807 aus Platinerz gewonnen haben. Seine Arbeiten wurden aber nie bestätigt. Später zog er seinen Anspruch auf Entdeckung eines neuen Elementes zurück.
Meallisches Rutheniumpulver wird in einem komplexen Prozess durch Reduktion von Ammonium-Ruthenium-Chlorid durch Wasserstoff hergestellt. Die Verdichtung zum kompakten Metall erfolgt durch pulvermetallurgische Verfahren oder durch Lichtbogenverschweißung unter Argon als Schutzgas.
Bemerkenswerte Eigenschaften
Ruthenium ist ein hartes, sprödes, grauweisses Metall der Platingruppe, das in vier Kristall-Modifikationen vorkommt.
Bei Raumtemperatur behält es seine metallisch blanke Oberfläche und läuft nicht an. Beim Glühen im Sauerstoffstrom bildet sich flüchtiges, unbeständiges und giftiges Rutheniumtetraoxid, das durch Lichteinwirkung explosiv in Rutheniumdioxid und Sauerstoff zerfallen kann.
Ruthenium ist in allen mineralischen Säuren unterhalb von 100 °C beständig, löst sich aber in Alkalischmelzen, besonders wenn zusätzlich oxidierend wirkende Verunreinigungen wie Natriumperoxid Na2O2 und Natriumchlorat NaClO3 vorhanden sind. Bei höheren Temperaturen wird es auch von Halogenen oxidiert.
Zum Härten von Platin und Palladium wird es in kleinen Mengen zulegiert.
In Titanlegierungen erhöht eine Konzentration von 0,1 % Ruthenium die Korrosionsbeständigkeit drastisch.
Eine Ruthenium-Molydän-Legierung ist supraleitend. Die Sprungtemperatur beträgt 10,6 K.
Ruthenium kommt in den Oxidationsstufen -2 und +1 bis +8 vor, meist aber nur die Stufen +2, +3 und +4.Anwendungen
Geschichte
Ruthenium (lateinisch Ruthenia für Russland, oder Klein-Russland oder Ukraine?) wurde 1844 von Karl Ernst Claus entdeckt und isoliert. Er zeigte das der in Königswasser unlösliche Rückstand von Rohplatin eine Verbindung eines neuen Elementes enthielt.Vorkommen
Normalerweise kommt Ruthenium in Platinerzen aus dem Ural sowie Nord- und Südamerika verschwistert mit anderen Elementen der Platingruppe vor. Kleine aber komerziell interessante Vorkommen gibt es auch in Sudbury, Ontario (Pentlandit) und in südafrikanischen Pyroxinit Lagerstätten.Verbindungen
Rutheniumverbindungen sind den Cadmiumverbindungen sehr ähnlich. Es existieren mindestens acht Oxidationsstufen. Meist liegt es aber in den Stufen +2, +3 und +4 vor.Isotope
Vorsichtsmaßnahmen
Rutheniumtetraoxid RuO4 ist wie das Osmiumtetraoxid hochtoxisch und explosiv.
Ruthenium hat keine biologische Funktion. Es erzeugt Hautflecken und reichert sich im Knochen an. Eventuell ist es krebserregend.Weblinks