Ru 44 атомдық нөмірі бар рутений химиялық элементін анықтайды. Периодтық жүйенің платина тобынан сирек кездесетін өтпелі металл. Рутений, басқа платина тобындағы металдар сияқты, басқа қосылыстардың көпшілігіне инертті. Қазан мемлекеттік университетінде элементті 1844 жылы неміс-Балтықтан шыққан химик Карл Эрнст Клаус тауып, оны орысша рутений деп атады. Рутений әдетте платина кендерінің шағын құрамдас бөлігі болып табылады; 2009 жылы 19 тонна болған жылдық өнім көлемі 2017 жылы 35,5 тоннаға өсті. Өндірілген рутенийдің көп бөлігі қалың қабықшалы резисторлар мен тозуға төзімді электр қосылымдарында қолданылады. Рутений платина қорытпаларында және химияда катализатор ретінде аз рөл атқарады.
Төтенше ультракүлгін фотомаскаларға арналған жабын қабаты - рутенийдің жаңа қолданылуы. Орал тауларында, сондай-ақ Солтүстік және Оңтүстік Америкада рутений әдетте платина тобының басқа металдары бар рудаларда кездеседі. Садбериде (Онтарио) өндірілген пентландит және Оңтүстік Африкадағы пироксенит кен орындарының екеуінде де шағын, бірақ айтарлықтай мөлшерде материал бар.
Рутенийдің физикалық қасиеттері
Рутенийдің ең сыртқы қабатында екі электроны бар барлық басқа 8 топ элементтеріне қарағанда тек бір электрон бар (соңғы электрон ішкі қабатта орналасқан). Жақын металдар, ниобий, молибден және родий де бұл аномалияны көрсетеді.
Рутенийдің молекулалық құрамы
Рутенийдің төрт түрлі кристалдық құрылымы бар, ол қалыпты жағдайда қараңғыланбайды, бірақ 800 ° C температурада тотығады. Рутений балқыған сілтілерде ерігенде, рутенаттар (RuO4-2 ) өндіріледі. Қышқылдардың орнына галогендер (соның ішінде аква региа) оған жоғары температурада әсер етеді. Шын мәнінде, тотықтырғыш химиялық заттар рутенийге ең жылдам шабуылдаушылар болып табылады. Платина мен палладий рутений іздерін қосқанда қаттырақ болуы мүмкін. Рутенийдің қарапайым қосылуы титанның коррозияға төзімділігін айтарлықтай жақсартады. Металды жабу үшін электроплантацияны да, термиялық деградацияны да қолдануға болады. Рутений-молибден қорытпасы 10,6 К-ден төмен температурада асқын өткізгіштігі белгілі.
Бұл екінші және үшінші ретті өтпелі металдар химиялық мінез-құлықтағы айтарлықтай айырмашылықтарды көрсететін кестенің сол жағындағы бірінші топ. Рутений +8 топтық тотығу күйін қабылдай алатын жалғыз 4d өтпелі метал болып табылады, тіпті ол ауыр осмийге қарағанда тұрақты емес. Рутений, осмийден айырмашылығы, тек темір сияқты +2 және +3 төменгі тотығу дәрежелерінде сулы катиондарды түзе алады.
4d ішкі қабаты жартысынан астамға толы және электрондар металдық байланысқа аз үлес қосқандықтан, рутений балқу және қайнау температураларында, сондай-ақ молибденде байқалатын максимумнан кейін 4d өтпелі металдардағы атомизация энтальпиясында төмендеуге бейім бірінші металл болып табылады.
Жартылай толтырылған [Kr]4d55s2 конфигурациясының арқасында алдыңғы элемент, технеций трендтен тыс қалыпты төмен мәнге ие, бірақ марганец 3d өту сериясында болғандықтан 4d сериясындағы трендтен шықпайды. Рутений Кюри нүктесінен жоғары орналасқан жеңіл темірден айырмашылығы, қоршаған орта температурасында парамагниттік болып табылады.
Рутений изотоптары
Рутенийдің жеті тұрақты изотоптары табиғи түрде кездесетін формаларда кездеседі. Сондай-ақ 34 радиоактивті изотоптар анықталды. Жартылай ыдырау периоды 373,59 күн 106Ru, жартылай ыдырау периоды 39,26 күн 103Ru, жартылай ыдырау периоды 2,9 күн 97Ru осы радиоизотоптардың ең тұрақтысы болып табылады.
89.93 u (90Ru) мен 114.928 u (115Ru) аралығындағы мәндері бар тағы он бес радиоизотоптар сипатталды. 95Ru (жартылай шығарылу кезеңі: 1.643 сағат) және 105Ru (жартылай шығарылу кезеңі: 4.44 сағат) қоспағанда, олардың көпшілігінің жартылай шығарылу кезеңі бес минуттан аспайды.
Бета эмиссиясы – электрондарды басып алғаннан кейінгі ыдыраудың негізгі түрі, ол ең көп таралған 102Ru изотопына дейін пайда болады. Технеций 102Ru дейінгі негізгі ыдырау өнімі болып табылады, ал родий келесі негізгі ыдырау өнімі болып табылады.
Уран немесе плутоний өзегі 106 Ru түзу үшін бөлінеді. Атмосферада табылған 106Ru жоғары деңгейі 2017 жылы Ресейде хабарланбаған ядролық апат туралы болжаммен байланысты.
Рутенийдің болуы
Рутений - салыстырмалы түрде сирек кездесетін элемент, ол жер қыртысының триллионына 100 бөлікті ғана құрайды және ең көп таралған 78-ші элемент. Орал тауларында, сондай-ақ Солтүстік және Оңтүстік Америкада бұл элемент әдетте платина тобының басқа металдары бар рудаларда кездеседі. Садбериден, Онтариодан, Канададан өндірілген пентландитте де, Оңтүстік Африкадағы пироксенит кен орындарында да минералдың аз, бірақ коммерциялық маңызды мөлшері бар. Рутений өзінің бастапқы түрінде өте сирек кездесетін минерал (Ir Рудың кейбір құрылымдық бос жерлерін толтырады).
Рутенийдің ең тұрақты радиоизотопының жартылай ыдырау кезеңі «бар болғаны» бір жыл екенін және ядролық ыдырау рутенийдің айтарлықтай көп мөлшерін шығаратынын ескере отырып, пайдаланылған отыннан рутенийді қалпына келтіру туралы ұсыныстар жиі жасалады. Шамамен екі миллиард жыл бұрын Оклода (Габон) жұмыс істейтін табиғи ядролық бөліну реакторында әдеттен тыс рутений кен орны бар. Шындығында, геологиялық өткенде сол аймақта ядролық ыдырау тізбекті реакциясы қашан болғанын анықтау үшін қолданылған көптеген әдістердің бірі сол жерде ашылған рутений изотоптарының қатынасы болды.
Оклода енді уран өндірілмейді және мұнда табылған платина тобындағы металдардың ешқайсысын алу үшін айтарлықтай күш жұмсалған жоқ.
Дереккөз: Wikipedia
Günceleme: 10/05/2023 21:10