Рутений

44 Технеций ← Рутений → Родий Fe ↑ Ru ↓ Os 44Ru
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый металл
Свойства атома
Название, символ, номер	Рутений / Ruthenium (Ru), 44
Атомная масса (молярная масса)	101,07(2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Kr] 4d7 5s1
Радиус атома	134 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус	125 пм
Радиус иона	(+4e) 67 пм
Электроотрицательность	2,2 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	0
Степени окисления	+3, +4, +6, +8, 0
Энергия ионизации (первый электрон)	710,3 (7,36) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	12,41 г/см³
Температура плавления	2334 °C (2607 K, 4233 °F)
Температура кипения	4077 °C (4350 K, 7371 °F)
Уд. теплота плавления	(25,5) кДж/моль
Молярная теплоёмкость	24,0 Дж/(K·моль)
Молярный объём	8,3 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=2,706 c=4,282 Å
Отношение c/a	1,582
Температура Дебая	600 K
Прочие характеристики
Теплопроводность	(300 K) 117,0 Вт/(м·К)
Номер CAS	7440-18-8

44	Рутений
Ru 101,07
4d75s1

Руте́ний — элемент побочной подгруппы восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов, атомный номер — 44. Простое вещество рутений — переходный металл серебристого цвета. Относится к платиновым металлам.

История

Открыт профессором Казанского университета Карлом Клаусом в 1844 году, в том же году опубликовавшим о новом элементе большую статью «Химические исследования остатков Уральской платиновой руды и металла рутения» в «Учёных записках Казанского университета». Об открытии, методе получения и свойствах нового элемента Клаус сообщил в письме Г. И. Гессу на немецком языке, который зачитал его на заседании Петербургской Академии наук 13 сентября 1844 года, этот текст был опубликован в бюллетене Академии и в переводе на русский язык — в «Горном журнале». Клаус выделил рутений из уральской платиновой руды в чистом виде и указал на сходство между триадами рутений — родий — палладий и осмий — иридий — платина.

Происхождение названия

Первооткрыватель элемента К. К. Клаус назвал рутений в честь России (Ruthenia — латинское название Руси/России). Название «рутений» было предложено в 1828 году Г. В. Озанном для элемента, который он по ошибке принял за новый элемент, и Клаус, действительно открывший новый элемент в 1844 году, дал ему это название.

Получение

Рутений получают как «отходы» при аффинировании платины и платиновых металлов.

Значительным источником рутения для его добычи является выделение его из осколков деления ядерных материалов (плутоний, уран, торий), где его содержание в отработанных ТВЭЛах достигает 250 граммов на тонну «сгоревшего» ядерного топлива.

Также разработана технология получения рутения из технеция-99 с помощью нейтронного облучения

Добыча, запасы и цена

Добыча рутения в 2009 17,9 тонн, мировые запасы рутения оцениваются в 5000 тонн. Цена рутения на 27.05.2016 — 42 доллара за тройскую унцию (примерно 1,35 $/г).

Физические и химические свойства

Физические свойства

По тугоплавкости (Т_пл= 2334 °C) рутений уступает лишь нескольким элементам — рению, осмию, молибдену, иридию, вольфраму, танталу и ниобию.

Химические свойства

Рутений — весьма инертный металл.

Неорганические соединения

Рутений не растворяется в кислотах и царской водке (смеси HCl и HNO₃). Вместе с тем рутений реагирует с хлором выше 400 °C (образуется RuCl₃) и со смесью щелочи и нитрата при сплавлении (образуются рутенаты, например, Na₂RuO₄).

Рутений способен давать соединения, соответствующие разной степени окисления:

8 RuO₄; RuO₄ · PCl₃

7 M[RuO₄]

6 M₂[RuO₄]; M₂[RuF₈]; RuF₆

5 M[RuF₆]; RuF₅

4 RuCl₄; RuO₂; M₂[RuCl₆]

3 RuCl₃; М₃[RuCl₆]

2 M₂[RuCl₄]; M₄[Ru(CN)₆]

1 Ru(CO)_nBr

0 Ru(CO)_n

Соединения рутения представлены также широким спектром нитрозосоединений — содержащих группировку RuNO. Данные комплексные соединения, в особенности, нитрозонитроамины (например, [RuNO(NO₂)₂(NH₃)₂OH]) и нитрозонитрокомплексы (особенно комплексный анион [RuNO(NO₂)₄OH]²⁻) (желто-оранжевый) отличаются высокой устойчивостью и кинетической инертностью.

Тетраоксид рутения (Ru^+VIIIO₄) по свойствам несколько напоминает тетраоксид осмия.

Органическая химия рутения

Рутений образует ряд металлоорганических соединений и является активным катализатором.

Применение

• Небольшая добавка рутения (0,1 %) увеличивает коррозионную стойкость титана.
• В сплаве с платиной используется для изготовления чрезвычайно износостойких электрических контактов.
• Катализатор для многих химических реакций. Очень важное место рутения как катализатора в системах очистки воды орбитальных станций.
• Рутений красный применяется как конкурентный антагонист для исследования ионных каналов (CatSper1, TASK,RyR1, RyR2, RyR3, TRPM6, TRPM8, TRPV1, TRPV2, TRPV3, TRPV4, TRPV5, TRPV6,TRPA1, mCa1, mCa2, CALHM1)

Уникальна также способность рутения к каталитическому связыванию атмосферного азота при комнатной температуре.

Рутений и его сплавы находят применение в качестве жаропрочных конструкционных материалов в аэрокосмической технике, и до 1500 °C по прочности превосходят лучшие сплавы молибдена и вольфрама (имея преимущество также в высокой стойкости к окислению).

Физиологическое действие

Является единственным платиновым металлом, который обнаруживается в составе живых организмов (по некоторым данным — ещё и платина). Концентрируется в основном в мышечной ткани. Высший оксид рутения крайне ядовит и, будучи сильным окислителем, может вызвать возгорание пожароопасных веществ.

См. также

• Металлы платиновой группы

Ссылки

• [www.webelements.com/webelements/elements/text/Ru/key.html Рутений на Webelements]
• [n-t.ru/ri/ps/pb044.htm Рутений в Популярной библиотеке химических элементов]
• [onx.distant.ru/elements/44-ru.htm Рутений на onx.distant.ru]
• [elm.e-science.ru/Ru/ Изотопы рутения]
• [www.periodicvideos.com/videos/044.htm Ruthenium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)]
• [www.brightsurf.com/news/headlines/32014/Nano-layer_of_ruthenium_stabilizes_magnetic_sensors.html Nano-layer of ruthenium stabilizes magnetic sensors]

Отрывок, характеризующий Рутений

– Filez, filez, [Проходи, проходи.] – приговаривал Долохов, выучившись этому выражению у французов, и, встречаясь глазами с проходившими пленными, взгляд его вспыхивал жестоким блеском.
Денисов, с мрачным лицом, сняв папаху, шел позади казаков, несших к вырытой в саду яме тело Пети Ростова.


С 28 го октября, когда начались морозы, бегство французов получило только более трагический характер замерзающих и изжаривающихся насмерть у костров людей и продолжающих в шубах и колясках ехать с награбленным добром императора, королей и герцогов; но в сущности своей процесс бегства и разложения французской армии со времени выступления из Москвы нисколько не изменился.
От Москвы до Вязьмы из семидесятитрехтысячной французской армии, не считая гвардии (которая во всю войну ничего не делала, кроме грабежа), из семидесяти трех тысяч осталось тридцать шесть тысяч (из этого числа не более пяти тысяч выбыло в сражениях). Вот первый член прогрессии, которым математически верно определяются последующие.
Французская армия в той же пропорции таяла и уничтожалась от Москвы до Вязьмы, от Вязьмы до Смоленска, от Смоленска до Березины, от Березины до Вильны, независимо от большей или меньшей степени холода, преследования, заграждения пути и всех других условий, взятых отдельно. После Вязьмы войска французские вместо трех колонн сбились в одну кучу и так шли до конца. Бертье писал своему государю (известно, как отдаленно от истины позволяют себе начальники описывать положение армии). Он писал:
«Je crois devoir faire connaitre a Votre Majeste l'etat de ses troupes dans les differents corps d'annee que j'ai ete a meme d'observer depuis deux ou trois jours dans differents passages. Elles sont presque debandees. Le nombre des soldats qui suivent les drapeaux est en proportion du quart au plus dans presque tous les regiments, les autres marchent isolement dans differentes directions et pour leur compte, dans l'esperance de trouver des subsistances et pour se debarrasser de la discipline. En general ils regardent Smolensk comme le point ou ils doivent se refaire. Ces derniers jours on a remarque que beaucoup de soldats jettent leurs cartouches et leurs armes. Dans cet etat de choses, l'interet du service de Votre Majeste exige, quelles que soient ses vues ulterieures qu'on rallie l'armee a Smolensk en commencant a la debarrasser des non combattans, tels que hommes demontes et des bagages inutiles et du materiel de l'artillerie qui n'est plus en proportion avec les forces actuelles. En outre les jours de repos, des subsistances sont necessaires aux soldats qui sont extenues par la faim et la fatigue; beaucoup sont morts ces derniers jours sur la route et dans les bivacs. Cet etat de choses va toujours en augmentant et donne lieu de craindre que si l'on n'y prete un prompt remede, on ne soit plus maitre des troupes dans un combat. Le 9 November, a 30 verstes de Smolensk».
[Долгом поставляю донести вашему величеству о состоянии корпусов, осмотренных мною на марше в последние три дня. Они почти в совершенном разброде. Только четвертая часть солдат остается при знаменах, прочие идут сами по себе разными направлениями, стараясь сыскать пропитание и избавиться от службы. Все думают только о Смоленске, где надеются отдохнуть. В последние дни много солдат побросали патроны и ружья. Какие бы ни были ваши дальнейшие намерения, но польза службы вашего величества требует собрать корпуса в Смоленске и отделить от них спешенных кавалеристов, безоружных, лишние обозы и часть артиллерии, ибо она теперь не в соразмерности с числом войск. Необходимо продовольствие и несколько дней покоя; солдаты изнурены голодом и усталостью; в последние дни многие умерли на дороге и на биваках. Такое бедственное положение беспрестанно усиливается и заставляет опасаться, что, если не будут приняты быстрые меры для предотвращения зла, мы скоро не будем иметь войска в своей власти в случае сражения. 9 ноября, в 30 верстах от Смоленка.]
Ввалившись в Смоленск, представлявшийся им обетованной землей, французы убивали друг друга за провиант, ограбили свои же магазины и, когда все было разграблено, побежали дальше.
Все шли, сами не зная, куда и зачем они идут. Еще менее других знал это гений Наполеона, так как никто ему не приказывал. Но все таки он и его окружающие соблюдали свои давнишние привычки: писались приказы, письма, рапорты, ordre du jour [распорядок дня]; называли друг друга:
«Sire, Mon Cousin, Prince d'Ekmuhl, roi de Naples» [Ваше величество, брат мой, принц Экмюльский, король Неаполитанский.] и т.д. Но приказы и рапорты были только на бумаге, ничто по ним не исполнялось, потому что не могло исполняться, и, несмотря на именование друг друга величествами, высочествами и двоюродными братьями, все они чувствовали, что они жалкие и гадкие люди, наделавшие много зла, за которое теперь приходилось расплачиваться. И, несмотря на то, что они притворялись, будто заботятся об армии, они думали только каждый о себе и о том, как бы поскорее уйти и спастись.


Действия русского и французского войск во время обратной кампании от Москвы и до Немана подобны игре в жмурки, когда двум играющим завязывают глаза и один изредка звонит колокольчиком, чтобы уведомить о себе ловящего. Сначала тот, кого ловят, звонит, не боясь неприятеля, но когда ему приходится плохо, он, стараясь неслышно идти, убегает от своего врага и часто, думая убежать, идет прямо к нему в руки.
Сначала наполеоновские войска еще давали о себе знать – это было в первый период движения по Калужской дороге, но потом, выбравшись на Смоленскую дорогу, они побежали, прижимая рукой язычок колокольчика, и часто, думая, что они уходят, набегали прямо на русских.
При быстроте бега французов и за ними русских и вследствие того изнурения лошадей, главное средство приблизительного узнавания положения, в котором находится неприятель, – разъезды кавалерии, – не существовало. Кроме того, вследствие частых и быстрых перемен положений обеих армий, сведения, какие и были, не могли поспевать вовремя. Если второго числа приходило известие о том, что армия неприятеля была там то первого числа, то третьего числа, когда можно было предпринять что нибудь, уже армия эта сделала два перехода и находилась совсем в другом положении.
Одна армия бежала, другая догоняла. От Смоленска французам предстояло много различных дорог; и, казалось бы, тут, простояв четыре дня, французы могли бы узнать, где неприятель, сообразить что нибудь выгодное и предпринять что нибудь новое. Но после четырехдневной остановки толпы их опять побежали не вправо, не влево, но, без всяких маневров и соображений, по старой, худшей дороге, на Красное и Оршу – по пробитому следу.
Ожидая врага сзади, а не спереди, французы бежали, растянувшись и разделившись друг от друга на двадцать четыре часа расстояния. Впереди всех бежал император, потом короли, потом герцоги. Русская армия, думая, что Наполеон возьмет вправо за Днепр, что было одно разумно, подалась тоже вправо и вышла на большую дорогу к Красному. И тут, как в игре в жмурки, французы наткнулись на наш авангард. Неожиданно увидав врага, французы смешались, приостановились от неожиданности испуга, но потом опять побежали, бросая своих сзади следовавших товарищей. Тут, как сквозь строй русских войск, проходили три дня, одна за одной, отдельные части французов, сначала вице короля, потом Даву, потом Нея. Все они побросали друг друга, побросали все свои тяжести, артиллерию, половину народа и убегали, только по ночам справа полукругами обходя русских.
Ней, шедший последним (потому что, несмотря на несчастное их положение или именно вследствие его, им хотелось побить тот пол, который ушиб их, он занялся нзрыванием никому не мешавших стен Смоленска), – шедший последним, Ней, с своим десятитысячным корпусом, прибежал в Оршу к Наполеону только с тысячью человеками, побросав и всех людей, и все пушки и ночью, украдучись, пробравшись лесом через Днепр.
От Орши побежали дальше по дороге к Вильно, точно так же играя в жмурки с преследующей армией. На Березине опять замешались, многие потонули, многие сдались, но те, которые перебрались через реку, побежали дальше. Главный начальник их надел шубу и, сев в сани, поскакал один, оставив своих товарищей. Кто мог – уехал тоже, кто не мог – сдался или умер.


Казалось бы, в этой то кампании бегства французов, когда они делали все то, что только можно было, чтобы погубить себя; когда ни в одном движении этой толпы, начиная от поворота на Калужскую дорогу и до бегства начальника от армии, не было ни малейшего смысла, – казалось бы, в этот период кампании невозможно уже историкам, приписывающим действия масс воле одного человека, описывать это отступление в их смысле. Но нет. Горы книг написаны историками об этой кампании, и везде описаны распоряжения Наполеона и глубокомысленные его планы – маневры, руководившие войском, и гениальные распоряжения его маршалов.