Рутений

Руте́ний (лат. Ruthenium), Ru, химический элемент VIII группы короткой формы (8-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 44, атомная масса 101,07; относится к платиновым металлам. В природе семь стабильных изотопов: ⁹⁶ Ru (5,52 %), ⁹⁸ Ru (1,88 %), ⁹⁹ Ru (12,7 %), ¹⁰⁰ Ru (12,6 %), ¹⁰¹ Ru (17,0 %), ¹⁰² Ru (31,6 %), ¹⁰⁴ Ru (18,7 %); искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 87–120. Открыт К. К. Клаусом в 1844 г. при исследовании остатков от аффинажа самородной платины; название «рутений» от лат. Ruthenia – Россия.

Рутений относится к редким рассеянным элементам, содержание в земной коре 5·10^–7 % по массе. Входит в состав редко встречающихся собственных минералов лаурита (RuS₂ ) и рутенарсенида (RuAs), содержится в рутениевом невьянските (с Ir и Os), рутениевом сысертските (с Os и Ir), самородной платине Pt, осрутине (c Os), в минералах медно-никелевых руд.

Конфигурация внешней электронной оболочки атома рутения 4d⁷ 5s¹ ; в соединениях проявляет степени окисления +3, +4, +6, +8, реже 0, +1, +2, +5, +7. Энергии последовательной ионизации Ru⁰ 7,366; 16,763; 28,46 эВ; атомный радиус 134 пм, ионные радиусы уменьшаются от 82 пм для Ru³⁺ (координационное число 6) до 50 пм для Ru⁸⁺ (координационное число 4). Электроотрицательность по Полингу 2,2.

Рутений – блестящий серебристый металл, кристаллическая решётка – гексагональная плотноупакованная; плотность 12 450 кг/м³ ; t_пл 2334 °С, t_кип около 4080 °С. Рутений – очень твёрдый и хрупкий металл, с трудом поддаётся механической переработке.

Компактный рутений устойчив на воздухе до 930 °С, порошкообразный рутений при нагревании на воздухе окисляется до RuO₂ , мелкодисперсный рутений (чернь) способен взрываться на воздухе. Рутений взаимодействует с галогенами (со фтором образует три-, пента- и гексафторид), халькогенами, поглощает Н₂ с образованием твёрдого раствора. Не растворяется в кислотах и растворах щелочей. Переходит в раствор после сплавления со смесью KNO₃ и KОН или с пероксидами щелочных и щёлочноземельных металлов. Синтезировано большое число комплексных соединений рутения, а также рутенийорганические соединения.

Рутений получают сплавлением остатков, получаемых при переработке шлиховой Pt и шламов рафинирования Cu и Ni, с пероксидами Ba или Na, растворением их в воде, отгонкой RuO₄ действием Cl₂ , поглощением возгона соляной кислотой, осаждением и прокаливанием (NH₄ )₂ RuCl₆ , восстановлением полученного RuO₂ . Объём мирового производства рутения около 10 т/год (2015).

Рутений применяют в виде прочных коррозионностойких и износостойких сплавов с другими металлами, как катализатор органических реакций и др. Некоторые соединения рутения проявляют противоопухолевую активность.