Ruthenium

Lịch sử

Rutheni được nhà khoa học Nga làKarl Klausphát hiện và cô lập năm1844tạiĐại học Kazan,Kazan. Klaus chỉ ra rằng ôxít rutheni chứa một kim loại mới và thu được 6 gam rutheni từ phầnplatinthô không hòa tan trongnước cường toan.

Jöns BerzeliusvàGottfried Osanngần như đã phát hiện ra rutheni năm 1827. Hai người này đã kiểm tra phần cặn bã còn lại sau khi hòa tanplatinthô từdãy núi Uraltrongnước cường toan. Berzelius không tìm thấy bất kỳ kim loại không thông thường nào nhưng Osann thì cho rằng ông đã tìm ra ba kim loại mới và đặt tên một trong ba kim loại này là ruthenium (cùng pluranium và polinium).

Tên gọi có nguồn gốc từRuthenia, một từ La tinh để chỉRus, một khu vực lịch sử mà ngày nay là miền tâyNga,Ukraina,Belarus, một phầnSlovakiavàBa Lan. Karl Klaus đặt tên cho nguyên tố như vậy để vinh danh quê hương ông, do ông sinh ra tạiTartu,Estonia, khi đó là một phần củađế quốc Nga.

Cũng có thể là nhà hóa học Ba LanJędrzej Śniadeckiđã cô lập được nguyên tố số 44 (ông gọi là vestium) từ quặng platin vào năm 1807. Tuy nhiên, công trình của ông đã không bao giờ được xác nhận và sau đó ông đã tự rút yêu cầu về phát kiến của mình.

Đặc trưng

Là một kim loại màu trắng, cứng, nhiều hóa trị, rutheni là thành viên củanhóm platin, có 4 biến thể kết tinh và không bị xỉn đi ở nhiệt độ bình thường, nhưng bịôxi hóadễ dàng trong không khí để tạo thànhtetrôxít rutheni(RuO ₄), một tác nhân ôxi hóa mạnh với các tính chất tương tự như củatetrôxít osmi. Rutheni hòa tan trong kiềm nóng chảy, không bị các axít ăn mòn nhưng bị cáchalogenăn mòn ở nhiệt độ cao. Một lượng nhỏ rutheni có thể làm tăng độ cứng củaplatinvàpaladi. Khả năng chốngăn mòncủatitantăng lên đáng kể nhờ bổ sung một lượng nhỏ rutheni.

Kim loại này có thể mạ thông quamạ điệnhay bằng các phương pháp phân hủy nhiệt. Một hợp kim của rutheni vớimolypdencó tínhsiêu dẫnở 10,6K. Các trạng thái ôxi hóa của rutheni nằm trong khoảng từ +1 tới +8, và trạng thái -2 cũng đã được biết đến, mặc dù các trạng thái +2, +3 và +4 là phổ biến nhất.

Hoá hữu cơ kim loại

Rutheni là kim loại rất linh hoạt, có thể dễ dàng tạo ra các hợp chất với các liên kết cacbon -rutheni, do vậy các hợp chất này có xu hướng sẫm màu hơn và phản ứng nhanh hơn so với các hợp chất của osmi . Gần đây, Anthony Hill và đồng nghiệp đã tạo ra các hợp chất của rutheni trong đó các nguyên tử bo liên kết với nguyên tử kim loại.

Hợp chất hữu cơ kim loại của rutheni dễ dàng tạo ra là RuHCl(CO)(PPh ₃) ₃. Hợp chất này có 2 dạng (màu vàng và màu hồng) là đồng nhất khi chúng hòa tan nhưng khác biệt khi ở trạng thái rắn.

Hợp chất hữu cơ kim loại tương tự như ruthenocen , bis (2,4-dimethylpentadienyl)rutheni, dễ dàng tổng hợp ở khối lượng gần định lượng được và có ứng dụng trong ngưng đọng rutheni kim loại pha hơi cũng như trong xúc tác, bao gồm tổng hợp Fischer-Tropsch đê tạo ra nhiên liệu lỏng cho ngành vận tải từ mônôxít cacbon và hiđrô .

Các chất xúc tác quan trọng dựa trên rutheni là xúc tác Grubbs và phức chất Roper .

Phòng ngừa

Hợp chất tetrôxít rutheni (RuO ₄), tương tự như tetrôxít osmi , là dễ bay hơi, có độc tính cao và có thể gây nổ nếu như nó tiếp xúc được với các vật liệu dễ cháy. ^[46] Rutheni không đóng vai trò sinh học gì nhưng có thể làm sạm màu da người, và có thể là chất gây ung thư và tích lũy sinh học trong xương.