Ruthénium

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Introduction

RuthéniumNuvola apps edu science.svg
Technétium ← Ruthénium → Rhodium
FeHexagonal.png

44

Ru
Ru
Os
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Informations générales
Nom, Symbole, NuméroRuthénium, Ru, 44
Série chimiquemétaux de transition
Groupe, Période, Bloc8, 5, d
Masse volumique12,1 g·cm (20 °C)
Dureté6,5
CouleurBlanc argenté métallique
N° CAS7440-18-8
N° EINECS231-127-1
Propriétés atomiques
Masse atomique101,07 ± 0,02 u
Rayon atomique130 pm (178 pm)
Rayon de covalence1,46 ± 0,07 Å
Configuration électronique[Kr] 4d 5s
Électrons par niveau d'énergie2, 8, 18, 15, 1
État(s) d'oxydation2, 3, 4, 6, 8
OxydeAcide faible
Structure cristallineHexagonale
Propriétés physiques
État ordinairesolide
Point de fusion2 334 °C
Point d'ébullition4 150 °C
Énergie de fusion24 kJ·mol
Énergie de vaporisation595 kJ·mol
Volume molaire8,17×10 m·mol
Pression de vapeur1,4 Pa à 2 249,85 °C
Vitesse du son5 970 m·s à 20 °C
Divers
Électronégativité2,2
Chaleur massique238 J·kg·K
Conductivité électrique13,7×10 S·m
Conductivité thermique117 W·m·K
Énergies d'ionisation
1 : 7,36050 eV2 : 16,76 eV
3 : 28,47 eV
Isotopes les plus stables
isoANPériodeMDEdPD
MeV
Ru5,52 %stable avec 52 neutrons
Ru1,88 %stable avec 54 neutrons
Ru12,7 %stable avec 55 neutrons
Ru12,6 %stable avec 56 neutrons
Ru17,0 %stable avec 57 neutrons
Ru31,6 %stable avec 58 neutrons
Ru18,7 %stable avec 60 neutrons
Ru{syn.}373,59 jβ-0,039Rh

Le ruthénium est un élément chimique, de symbole Ru et de numéro atomique 44, qui fait partie des métaux du groupe du platine (dits métaux de transition)

Histoire

Le ruthénium a été identifié et isolé en 1844 par Karl Karlovich Klaus. Il a montré que l'oxyde de ruthénium contenait un nouveau métal et en a extrait 6 grammes de la partie insoluble dans l'eau régale du platine brut.

Jöns Jacob Berzelius et Gottfried Osann l'avaient presque découvert en 1827, quand ils ont examiné les résidus de la dissolution du platine brut des montagnes de l'Oural dans l'eau régale. Berzélius n'a pas trouvé de nouveau métal, mais Osann pensait en avoir trouvé trois et a nommé l'un d'entre eux ruthénium.

En 1844, il a été obtenu pour la première fois par Karl Karlovich Klaus à l'état pur.

Il est possible également que le chimiste polonais Jedrzej Sniadecki l'ait isolé en 1807 (il l'avait nommé vestium) à partir de minerai de platine, mais ses travaux ne furent jamais confirmés et il renonça aux droits sur sa découverte.

« Ruthénium » vient du latin Ruthenia qui signifie « Russie ».

Production, propriétés

Une fin de barre de ruthénium très pur (99,99 %)

Avec le rhodium, le palladium, l'osmium, l'iridium, et le platine il fait partie du « groupe du platine ».

On le rencontre la plupart du temps à l'état natif (sous forme de métal) ou en alliage avec du platine. Le minéral le plus important est la laurite (RuS2). On rencontre également des traces de ruthénium dans une série de minerais de nickel et de cuivre.

La production mondiale s'élève à environ 12 tonnes par an ; c'est souvent un sous-produit de l'extraction des métaux précieux de la « mine du platine » : iridium, rhodium, platine et palladium.

Il est inaltérable à l'air et pratiquement inattaquable par les acides, y compris l'eau régale, à moins d'ajouter du chlorate de potassium.

Utilisation

  • Les bougies haut de gamme ont des électrodes recouvertes d'un alliage de platine et de ruthénium.
  • En alliage, le ruthénium permet de rendre résistants le platine et le palladium et d'en faire par exemple des électrodes ou ...des plumes pour stylo.
  • Il renforce également la résistance du titane à la corrosion.
  • Il sert à la fabrication de disques durs depuis 2001. Il s'agit d'un revêtement de trois atomes d'épaisseur entre deux couches magnétiques. Ce matériau permet actuellement de stocker jusqu'à 25,7 Gb/in² et permettra d'aller jusqu'à 400 Gb/in².
  • Supraconducteur
  • Il permet de catalyser la décomposition de l'acide formique (HCOOH) en dihydrogène H2 et dioxyde de carbone (CO2), servant au stockage de dihydrogène pour alimenter une pile à combustible.
  • Catalyse asymétrique en chimie organique (réduction de liaison carbonyle, réaction de métathèse))