Ru는 원자 번호 44의 화학 원소 루테늄을 식별합니다. 주기율표의 백금족에서 드문 전이 금속입니다. 루테늄은 다른 백금족 금속과 마찬가지로 대부분의 다른 화합물에 대해 불활성입니다. Kazan State University에서 1844년 독일 발트해 태생의 화학자 Karl Ernst Claus가 원소를 발견하고 러시아어로 루테늄이라고 명명했습니다. 루테늄은 일반적으로 백금 광석의 미량 성분입니다. 2009년 19톤이던 연간 생산량이 2017년 35,5톤으로 늘었다. 생산되는 대부분의 루테늄은 후막 저항기 및 내마모성 전기 연결에 사용됩니다. 루테늄은 백금 합금에서 미미한 역할을 하며 화학에서 촉매 역할을 합니다.
극자외선 포토마스크용 커버링 레이어는 루테늄의 새로운 용도입니다. 우랄 산맥과 북미 및 남미에서 루테늄은 일반적으로 다른 백금족 금속과 함께 광석에서 발견됩니다. 온타리오 주 서드베리에서 채굴된 펜틀란다이트와 남아프리카 공화국의 휘석 광상에는 작지만 상당한 양의 물질이 포함되어 있습니다.
루테늄의 물리적 특성
루테늄의 최외곽 껍질은 8개의 전자를 갖는 다른 모든 XNUMX족 원소와 달리 오직 하나의 전자(마지막 전자는 하위 껍질에 있음)를 포함합니다. 근처에 있는 금속인 니오븀, 몰리브덴, 로듐도 이 이상 현상을 보입니다.
루테늄의 분자 조성
루테늄은 800가지 다른 결정 구조를 가지고 있으며 정상 설정에서는 어두워지지 않지만 XNUMX °C에서 산화됩니다. 루테늄이 용융 알칼리에 용해되면 루테네이트(RuO4-2 ) 생산되었다. 산(왕수 포함) 대신 할로겐이 고온에서 공격합니다. 사실, 산화 화학 물질은 루테늄에 대한 가장 빠른 공격자입니다. 백금과 팔라듐은 미량의 루테늄을 첨가하면 더 단단해질 수 있습니다. 루테늄을 적절히 첨가하면 티타늄의 내식성이 크게 향상됩니다. 전기 도금과 열 열화 모두 금속을 코팅하는 데 사용할 수 있습니다. 루테늄-몰리브덴 합금은 10,6K보다 낮은 온도에서 초전도성인 것으로 알려져 있습니다.
이것은 8차 및 4차 전이 금속이 화학적 거동에서 현저한 차이를 보이는 표의 왼쪽에서 첫 번째 그룹입니다. 루테늄은 +2족 산화 상태를 취할 수 있는 유일한 3d 전이 금속이며, 그럼에도 불구하고 더 무거운 오스뮴보다 덜 안정적입니다. 루테늄은 오스뮴과 달리 철과 같이 +XNUMX 및 +XNUMX 낮은 산화 상태에서만 수용성 양이온을 생성할 수 있습니다.
4d 서브쉘이 절반 이상 차 있고 전자가 금속 결합에 덜 기여하기 때문에 루테늄은 몰리브덴에서 볼 수 있는 최대값 이후 4d 전이 금속에서 원자화 엔탈피뿐만 아니라 용융 및 비등 온도에서 감소하는 경향이 있는 첫 번째 금속입니다.
Half-filled [Kr]4d55s2 구성으로 인해 이전 원소인 technetium은 추세에서 비정상적으로 낮은 값을 갖지만 망간이 3d 전이 계열에 있으므로 4d 계열에서 추세를 벗어나지는 않습니다. 루테늄은 퀴리점보다 높은 가벼운 동족체 철과 달리 상온에서 상자성입니다.
루테늄의 동위원소
루테늄의 34가지 안정한 동위원소는 자연적으로 발생하는 형태로 발견될 수 있습니다. 373,59개의 방사성 동위 원소도 확인되었습니다. 반감기가 106일인 39,26Ru, 반감기가 103일인 2,9Ru, 반감기가 97일인 XNUMXRu가 이들 방사성 동위원소 중 가장 안정하다.
89.93u(90Ru)에서 114.928u(115Ru) 범위의 값을 가진 95가지 이상의 방사성 동위원소가 특성화되었습니다. 1.643Ru(반감기 105시간)와 4.44Ru(반감기 XNUMX시간)를 제외하면 대부분 XNUMX분 미만의 반감기를 갖고 있다.
베타 방출은 가장 일반적인 동위 원소인 102Ru 이전에 발생하는 전자 포획 후 붕괴의 주요 형태입니다. 테크네튬은 102Ru 이전의 주요 분해 생성물이고 로듐은 그 다음 주요 분해 생성물입니다.
우라늄 또는 플루토늄 코어가 분할되어 106Ru를 생성합니다. 대기 중에 높은 수준의 106Ru가 발견된 것은 2017년 러시아에서 보고되지 않은 핵 사고의 주장과 관련이 있습니다.
루테늄의 가용성
루테늄은 지각의 100조분의 78만을 구성하는 비교적 희귀한 원소이며 XNUMX번째로 풍부한 원소입니다. 우랄 산맥과 북미 및 남미에서 이 원소는 일반적으로 다른 백금족 금속과 함께 광석에서 발견됩니다. 캐나다 온타리오 주 서드버리에서 채굴된 펜틀란다이트와 남아프리카의 휘석 광상에는 작지만 상업적으로 상당한 양의 광물이 포함되어 있습니다. 루테늄은 원래 형태의 매우 희귀한 광물입니다(Ir은 Ru의 구조적 빈 공간 중 일부를 채움).
루테늄의 가장 안정적인 방사성 동위원소의 반감기가 "단지" 약 XNUMX년이고 핵분열로 상당히 많은 양의 루테늄이 생성된다는 점을 감안할 때 종종 사용후 연료에서 루테늄을 회수하라는 제안이 이루어집니다. 약 XNUMX억년 전에 가봉의 오클로에서 가동 중인 천연 핵분열 원자로도 특이한 루테늄 광상을 포함하고 있습니다. 사실, 그 지역에서 핵분열 연쇄 반응이 일어났을 때를 탐지하기 위해 지질학적으로 과거에 사용된 많은 방법 중 하나는 그곳에서 발견된 루테늄 동위원소 비율이었습니다.
Oklo에서는 더 이상 우라늄이 채굴되지 않으며 여기에서 발견되는 백금족 금속을 추출하기 위한 상당한 노력도 이루어지지 않았습니다.
출처 : Wikipedia
Günceleme: 10/05/2023 21:10