Ru identifie l'élément chimique ruthénium avec le numéro atomique 44. C'est un métal de transition rare du groupe du platine du tableau périodique. Le ruthénium, comme les autres métaux du groupe du platine, est inerte vis-à-vis de la plupart des autres composés. À l'Université d'État de Kazan, l'élément a été découvert en 1844 par le chimiste allemand d'origine balte Karl Ernst Claus et l'a nommé ruthénium en russe. Le ruthénium est généralement un composant mineur des minerais de platine ; La quantité de production annuelle, qui était de 2009 tonnes en 19, est passée à 2017 tonnes en 35,5. La majorité du ruthénium produit est utilisée dans des résistances à couches épaisses et des connexions électriques résistantes à l'usure. Le ruthénium a un rôle mineur dans les alliages de platine et comme catalyseur en chimie.
La couche de couverture pour les photomasques ultraviolets extrêmes est une nouvelle utilisation du ruthénium. Dans les montagnes de l'Oural, ainsi qu'en Amérique du Nord et du Sud, le ruthénium se trouve généralement dans les minerais avec d'autres métaux du groupe du platine. La pentlandite extraite à Sudbury, en Ontario, et les gisements de pyroxénite en Afrique du Sud contiennent tous deux de petites mais importantes quantités de matière.
Propriétés physiques du ruthénium
La coque la plus externe du ruthénium ne contient qu'un seul électron (le dernier électron est dans une sous-coque), contrairement à tous les autres éléments du groupe 8 qui ont deux électrons. Les métaux voisins, le niobium, le molybdène et le rhodium, présentent également cette anomalie.
Composition moléculaire du ruthénium
Le ruthénium a quatre structures cristallines différentes, il ne s'assombrit pas aux réglages normaux, mais s'oxyde à 800 °C. Lorsque le ruthénium se dissout dans les alcalis fondus, les ruthénates (RuO4-2 ) est produit. Les halogènes au lieu des acides (y compris l'eau régale) l'attaquent à des températures élevées. En fait, les produits chimiques oxydants sont les attaquants les plus rapides du ruthénium. Le platine et le palladium peuvent devenir plus durs lorsque des traces de ruthénium sont ajoutées. L'ajout modeste de ruthénium améliore considérablement la résistance à la corrosion du titane. La galvanoplastie et la dégradation thermique peuvent être utilisées pour revêtir le métal. Un alliage ruthénium-molybdène est connu pour être supraconducteur à des températures inférieures à 10,6 K.
Il s'agit du premier groupe à partir de la gauche du tableau où les métaux de transition du deuxième et du troisième ordre présentent des différences marquées de comportement chimique. Le ruthénium est le seul métal de transition 8d qui peut prendre l'état d'oxydation du groupe +4, et même dans ce cas, il est moins stable que l'osmium plus lourd. Le ruthénium, contrairement à l'osmium, ne peut produire que des cations aqueux dans les états d'oxydation inférieurs +2 et +3, comme le fer.
Étant donné que la sous-couche 4d est plus de la moitié pleine et que les électrons contribuent moins à la liaison métallique, le ruthénium est le premier métal qui a tendance à diminuer les températures de fusion et d'ébullition ainsi que l'enthalpie d'atomisation dans les métaux de transition 4d après le maximum observé dans le molybdène.
En raison de la configuration [Kr]4d55s2 à moitié remplie, l'élément précédent, le technétium, a une valeur anormalement basse hors de la tendance, mais pas hors de la tendance dans la série 3d car le manganèse est dans la série de transition 4d. Le ruthénium est paramagnétique à température ambiante, contrairement au fer congénère plus léger, qui est au-dessus du point de Curie.
Isotopes du ruthénium
Sept isotopes stables du ruthénium peuvent être trouvés sous des formes naturelles. 34 isotopes radioactifs ont également été identifiés. Le 373,59Ru avec une demi-vie de 106 jours, le 39,26Ru avec une demi-vie de 103 jours et le 2,9Ru avec une demi-vie de 97 jours sont les plus stables de ces radio-isotopes.
Quinze autres radio-isotopes avec des valeurs allant de 89.93 u (90Ru) à 114.928 115 u (95Ru) ont été caractérisés. A l'exception du 1.643Ru (demi-vie : 105 4.44 heures) et du XNUMXRu (demi-vie : XNUMX heures), la plupart d'entre eux ont des demi-vies inférieures à cinq minutes.
L'émission bêta est la principale forme de désintégration après la capture d'électrons, qui se produit avant l'isotope le plus courant, le 102Ru. Le technétium est le principal produit de dégradation avant le 102Ru et le rhodium est le deuxième produit de dégradation majeur.
Un noyau d'uranium ou de plutonium se divise pour produire du 106Ru. Des niveaux élevés de 106Ru découverts dans l'atmosphère ont été associés à une allégation d'accident nucléaire non signalé en Russie en 2017.
Disponibilité du ruthénium
Le ruthénium est un élément relativement rare qui ne représente que 100 parties par billion de la croûte terrestre et est le 78e élément le plus abondant. Dans les montagnes de l'Oural, ainsi qu'en Amérique du Nord et du Sud, cet élément se trouve généralement dans les minerais avec d'autres métaux du groupe du platine. La pentlandite extraite de Sudbury, Ontario, Canada, et les gisements de pyroxénite en Afrique du Sud contiennent de petites quantités commercialement significatives de ce minéral. Le ruthénium est un minéral extrêmement rare dans sa forme originale (Ir remplit certains des vides structurels de Ru).
Étant donné que la demi-vie du radio-isotope le plus stable du ruthénium n'est "que" d'environ un an et que la fission nucléaire produit une quantité assez importante de ruthénium, des suggestions sont souvent faites pour récupérer le ruthénium du combustible usé. Le réacteur à fission nucléaire naturelle fonctionnant à Oklo, au Gabon, il y a environ deux milliards d'années, contient également un gisement de ruthénium inhabituel. En fait, l'une des nombreuses méthodes utilisées dans le passé géologique pour détecter le moment où une réaction en chaîne de fission nucléaire a eu lieu dans cette région était le rapport isotopique du ruthénium qui y a été découvert.
Plus d'uranium n'est extrait à Oklo, et aucun effort significatif n'a été fait pour extraire les métaux du groupe du platine trouvés ici.
Source: Wikipedia
Günceleme: 10/05/2023 21:10