Rutenio   44 Ru                                                                                                                                                                                                                                                                                   tecnezio ← rutenio → rodio Aspetto metallico, bianco-argenteo Generalità Nome, simbolo, numero atomico rutenio, Ru, 44 Serie metalli di transizione Gruppo, periodo, blocco 8, 5, d Densità, durezza 12370 kg/m3, 6,5 Configurazione elettronica Proprietà atomiche Peso atomico 101,07 amu Raggio atomico (calc.) 130 (178) pm Raggio covalente 126 pm Configurazione elettronica Kr4d75s1 e− per livello energetico 2, 8, 18, 15, 1 Stati di ossidazione 2, 3, 4, 6, 8 (debolmente acido) Struttura cristallina esagonale Proprietà fisiche Stato della materia solido Punto di fusione 2607 K (2334 °C) Punto di ebollizione 4423 K (3950 °C) Volume molare 8,17×10-6 m3/mol Entalpia di vaporizzazione 595 kJ/mol Calore di fusione 24 kJ/mol Tensione di vapore 1,4 Pa a 2523 K Velocità del suono 5970 m/s a 293,15 K Altre proprietà Numero CAS 7440-18-8 Elettronegatività 2,2 (scala di Pauling) Calore specifico 238 J/(kg*K) Conducibilità elettrica 13,7×106/(m·ohm) Conducibilità termica 117 W/(m*K) Energia di prima ionizzazione 710,2 kJ/mol Energia di seconda ionizzazione 1620 kJ/mol Energia di terza ionizzazione 2747 kJ/mol Isotopi più stabili iso NA TD DM DE DP 96Ru 5,52% Ru è stabile con 52 neutroni 98Ru 1,88% Ru è stabile con 54 neutroni 99Ru 12,7% Ru è stabile con 55 neutroni 100Ru 12,6% Ru è stabile con 56 neutroni 101Ru 17,0% Ru è stabile con 57 neutroni 102Ru 31,6% Ru è stabile con 58 neutroni 104Ru 18,7% Ru è stabile con 60 neutroni 106Ru sintetico 373,59 giorni β- 0,039 106Rh iso: isotopo NA: abbondanza in natura TD: tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento Il rutenio è l'elemento chimico di numero atomico 44. Il suo simbolo è Ru. È un raro metallo di transizione del gruppo del ferro; si trova nei minerali del platino ed in lega con esso viene usato come catalizzatore. Indice 1 Caratteristiche 2 Applicazioni 3 Storia 4 Disponibilità 5 Composti 6 Isotopi 7 Precauzioni 8 Bibliografia 9 Voci correlate 10 Altri progetti 11 Collegamenti esterni modifica Caratteristiche Il rutenio è un metallo bianco e duro; si presenta in quattro forme cristalline diverse e non si opacizza a temperature ordinarie. Si ossida però con reazione esplosiva. Il rutenio si scioglie negli alcali fusi; non viene attaccato dagli acidi, ma subisce l'aggressione degli alogeni e – ad alte temperature – degli idrossidi alcalini. Piccole quantità di rutenio possono aumentare la durezza del platino e del palladio, nonché rendere il titanio più resistente alla corrosione. Sia per elettrodeposizione che per decomposizione termica, il rutenio può essere impiegato come rivestimento. Una lega di rutenio-molibdeno è superconduttrice a temperature inferiori a 10,6 K. Gli stati di ossidazione del rutenio variano da +1 a +8 ed anche composti con numero di ossidazione -2 sono noti. I più comuni nei suoi composti sono +2, +3 e +4. modifica Applicazioni Per via del suo effetto indurente su platino e palladio, il rutenio viene usato in lega con essi per produrre contatti elettrici molto resistenti all'usura. L'aggiunta dello 0,1% di rutenio al titanio ne aumenta la resistenza alla corrosione fino a 100 volte. Il rutenio è anche un versatile catalizzatore: ad esempio, l'acido solfidrico può essere decomposto dalla luce usando una sospensione acquosa di particelle di solfuro di cadmio (CdS) e diossido di rutenio. I complessi organometallici tra rutenio e carbene e tra rutenio e allenilidene si sono rivelati catalizzatori molto efficienti per la metatesi delle olefine (ossia per il riarrangiamento dei gruppi alchilici attorno agli atomi coinvolti nel doppio legame carbonio-carbonio) con importanti ricadute nella sintesi di composti organici e molecole di interesse farmaceutico. Complessi organo-metallici del rutenio hanno evidenziato delle proprietà anti-tumorali portando allo sviluppo di medicinali sperimentali. Altri complessi del rutenio, per via della loro capacità di assorbire la luce di tutto lo spettro visibile sono oggetto di ricerca nello sviluppo di tecnologie solari. Alcune leghe di rutenio-iridio sono utilizzate da aziende produttrici di accessori di lusso (quali Mont Blanc e Rolex). modifica Storia Il rutenio (dal latino Ruthenia, Russia) fu isolato da Karl Ernst Claus nel 1844. Klaus dimostrò che l'ossido di rutenio conteneva un nuovo elemento ed ottenne 6 grammi di rutenio metallico dalla parte di platino grezzo insolubile nell'acqua regia. È possibile che già il chimico polacco Jedrzej Sniadecki avesse isolato l'elemento 44 da minerali del platino nel 1807, chiamandolo vestio, tuttavia il suo lavoro non fu mai confermato e successivamente egli ritirò la propria dichiarazione. modifica Disponibilità Questo elemento molto raro si trova di solito in minerali di metalli del gruppo del platino nei Monti Urali e nelle Americhe. Quantità molto piccole, ma commercialmente importanti, si trovano nella pentlandite estratta a Sudbury (Ontario) e nei depositi di pirossinite in Sudafrica. Questo metallo viene isolato attraverso un complicato procedimento chimico in cui si usa idrogeno per ridurre il rutenio ammonio cloruro e ottenere piccole quantità di polvere di rutenio, che viene poi consolidata con tecniche metallurgiche o fusa in forni ad arco elettrico in atmosfera interte di argon. È inoltre possibile ottenere rutenio dal combustibile nucleare esaurito, che contiene una piccola percentuale di isotopi di rutenio: il rutenio prodotto in questo modo contiene però isotopi radioattivi (106Ru) con una emivita di 373,59 giorni, perciò deve essere lasciato in deposito in strutture sicure per almeno 30 anni, affinché possa smaltirlo completamente, prima di poter mettere in commercio il metallo ottenuto. A causa delle difficoltà legate al suo ottenimento e a causa delle sue particolari caratteristiche chimico-fisiche il rutenio in commercio è presente in quantità estremamente ridotte e questo ne giustifica il prezzo al grammo particolarmente elevato. modifica Composti I composti del rutenio sono spesso molto simili per proprietà a quelli del cadmio, ed esibiscono almeno otto stati di ossidazione diversi; i più diffusi però sono +2, +3 e +4. modifica Isotopi Il rutenio in natura è una miscela di sette isotopi. I radioisotopi più stabili sono 106Ru con emivita di 373,59 giorni, 103Ru con emivita 39,26 giorni e 97Ru con emivita 2,9 giorni. Esistono altri 15 radioisotopi con pesi atomici che vanno da 89,93 amu (90Ru) a 114,928 (115Ru). La maggior parte di questi ha emivite di meno di 5 minuti, tranne 95Ru (1,643 ore) e 105Ru (4,44 ore). Il modo di decadimento più frequente prima dell'isotopo più abbondante (102Ru) è la cattura elettronica, che da origine ad un atomo di tecnezio; quello più frequente dopo il 102Ru è invece il decadimento beta, che trasforma l'isotopo in un atomo di rodio. modifica Precauzioni Il tetrossido di rutenio (RuO4), simile al tetrossido di osmio, è molto tossico e può esplodere. Il rutenio non ha nessun ruolo biologico ma macchia facilmente la pelle umana, può essere cancerogeno ed è soggetto a bioaccumulo nelle ossa. modifica Bibliografia Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993. ISBN 88-7975-077-1 R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998. ISBN 88-1020-000-0 modifica Voci correlate Rutenio nativo modifica Altri progetti Commons Wikizionario Wikimedia Commons contiene file multimediali su Rutenio Wikizionario contiene la voce di dizionario «rutenio» modifica Collegamenti esterni (EN) Los Alamos National Laboratory – Ruthenium (EN) WebElements.com – Ruthenium (EN) EnvironmentalChemistry.com – Ruthenium v · d · m Tavola periodica degli elementi H                                                             He Li Be   B C N O F Ne Na Mg   Al Si P S Cl Ar K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Uue Ubn Unbibidi Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto Ute Uqn Superattinidi Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Portale Chimica: Il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia