| Symbool | Ru |
|---|---|
| Atoomnummer | 44 |
| Atoommassa | 101,07 u |
| Categorie | Overgangsmetaal |
| Groep | 8 |
| Periode | 5 |
| Blok | d-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 2334 °C |
| Kookpunt | 4150 °C |
| Dichtheid | 12,45 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Kr] 4d7 5s1 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 15, 1 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 2,2 |
| Oxidatiegetallen | +2, +3, +4 |
| Ontdekt | 1844 door Karl Ernst Claus |
| Engelse naam | Ruthenium |
Eigenschappen van ruthenium
Ruthenium is een hard maar bros metaal dat moeilijk te bewerken is. Het smelt bij 2334 °C en is zeer goed bestand tegen corrosie: zuren, zelfs koningswater, tasten het bij kamertemperatuur nauwelijks aan. Alleen bij hoge temperatuur in de aanwezigheid van oxidatoren reageert het. Ruthenium kan meer verschillende oxidatiegetallen aannemen dan bijna elk ander element, van −2 tot +8. De meest voorkomende zijn +2, +3 en +4. Rutheniumtetroxide (RuO4), met oxidatiegetal +8, is een vluchtige, giftige en extreem sterke oxidator die net als osmiumtetroxide in de organische chemie wordt gebruikt. Rutheniumcomplexen absorberen zichtbaar licht goed en kunnen elektronen doorgeven, wat ze geschikt maakt voor kleurstofzonnecellen en lichtgevoelige katalysatoren. Natuurlijk ruthenium bestaat uit zeven stabiele isotopen. Het radioactieve 106Ru ontstaat bij kernsplijting; in 2017 werd een onverklaarde wolk van ruthenium-106 boven Europa gemeten.
Naam. De naam komt van Ruthenia, de Latijnse naam voor Rusland, waar Claus het element in platinaerts uit de Oeral vond.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Ruthenium staat in periode 5 en groep 8 van het periodiek systeem, in het d-blok.
Een neutraal atoom heeft 44 protonen in de kern en 44 elektronen, verdeeld over 5 schillen: 2, 8, 18, 15, 1. Het periodenummer (5) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Technetium (Tc, 43); rechts/erna: Rhodium (Rh, 45); erboven in dezelfde groep: IJzer (Fe); eronder in dezelfde groep: Osmium (Os).
Andere elementen in groep 8: IJzer, Osmium, Hassium.
Voorkomen
Ruthenium is een van de zeldzaamste stabiele elementen, met ongeveer één milligram per ton aardkorst. Het komt samen met de andere platinametalen voor in nikkel- en koperertsen, vooral in Zuid-Afrika, Rusland en Canada. Ruthenium wordt gewonnen als bijproduct bij de raffinage van platina en nikkel, in een ingewikkeld scheidingsproces waarbij het als vluchtig rutheniumtetroxide wordt afgedestilleerd. De wereldproductie is slechts enkele tientallen tonnen per jaar. Ook verbruikte kernbrandstof bevat ruthenium, maar dat is radioactief.
Toepassingen
- Een laagje ruthenium van een paar atomen dik scheidt de magnetische lagen in harde schijven, waardoor er meer data op past.
- Elektrische contacten en schakelaars worden met ruthenium bekleed omdat het hard is en niet corrodeert.
- Grubbs-katalysatoren met ruthenium maken nieuwe koolstof-koolstof dubbele bindingen en worden gebruikt voor medicijnen en kunststoffen; dit leverde in 2005 de Nobelprijs voor Scheikunde op.
- Een beetje ruthenium maakt platina- en palladiumsieraden harder en slijtvaster.
- Rutheniumkleurstoffen worden onderzocht in kleurstofzonnecellen (Grätzelcellen).
Veelgestelde vragen
Is ruthenium een edelmetaal?
Ja. Ruthenium hoort bij de platinagroep, samen met rhodium, palladium, osmium, iridium en platina. Die metalen corroderen nauwelijks en zijn zeldzaam en kostbaar. Ruthenium is goedkoper dan platina, maar de prijs schommelt sterk omdat de productie zo klein is.
Waar wordt ruthenium voor gebruikt?
Ruthenium wordt vooral gebruikt in elektronica, zoals in harde schijven, weerstanden en elektrische contacten. Daarnaast is het een belangrijke katalysator in de chemische industrie, bijvoorbeeld voor medicijnen en ammoniak. Ook maakt het platinasieraden harder en wordt het onderzocht voor nieuwe zonnecellen.
Wat was de rutheniumwolk van 2017?
In het najaar van 2017 maten stralingsmeetstations in heel Europa kleine hoeveelheden radioactief ruthenium-106 in de lucht. De concentraties waren ongevaarlijk. Onderzoek wees een bron in de zuidelijke Oeral aan, waarschijnlijk een opwerkingsfabriek, maar Rusland heeft een ongeluk nooit bevestigd.