Ruthenium

Ruthenium - chemisches Zeichen Ru, Ordnungszahl 44 - ist ein seltenes, hexagonal kristallisierendes, silberweißes, hartes, sprödes, chemisch widerstandsfähiges, chemisches Element aus der Gruppe der Übergangsmetalle (Gruppe 8, Eisengruppe).

Übersicht: Allgemeine Daten zum Ruthenium

Bezeichnung:Ruthenium Symbol:Ru Ordnungszahl:44 Atommasse:101,07(2) u Periodensystem-Stellung:5. Periode, 8. Gruppe, d-Block Gruppen-Zugehörigkeit:Übergangselemente, Eisengruppe, Platinmetalle. Entdeckung:1844 - Karl Ernst Claus. Bedeutung des Namens:abgeleitet von Ruthenia, lateinisch für Russland. Historische Bezeichnungen:Vestium. Englischer Name:Ruthenium CAS-Nummer:7440-18-8 InChI-Key:KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N

Das Ruthenium-Atom

Das Ru-Atom - und damit das chemische Element Ruthenium - besitzt 44 positiv geladene Protonen im Atomkern und - im ungeladenen Ruthenium-Atom - die gleiche Anzahl an Elektronen in der Atomhülle.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Ruthenium-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Ruthenium-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch aus mehreren verschiedenen Nukliden. Die relative Atommasse des Rutheniums wird mit 101,07(2) u angegeben.

Elektronenkonfiguration

Symbol

Kurzform

[Kr] 4d⁷ 5s¹

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE des Rutheniums auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Ru-Atom zu trennen.

1. IE:

7,36050 eV

2. IE:

16,76 eV

3. IE:

28,47 eV

4. IE:

5. IE:

6. IE:

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Ruthenium-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

K	LI	LII	LIII
1s	2s	2p_1/2	2p_3/2
22117	3224	2967	2838

MI	MII	MIII	MIV	MV
3s	3p_1/2	3p_3/2	3d_3/2	3d_5/2
586,1	483,5	461,4	284,2	280

NI	NII	NIII	NIV	NV	NVI	NVII
4s	4p_1/2	4p_3/2	4d_3/2	4d_5/2	4f_5/2	4f_7/2
75	46,3	43,2

Weitere Daten

Atomradius:178 pm (berechnet)
130 pm (empirisch, nach Slater) Kovalente Radien:146(7) pm (nach Cordero et al.)
125 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
114 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
103 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.) Van-der-Waals-Radius:200 pm Molvolumen:8,17 cm³ mol^-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ω_K: 0,796; ω_L1: 0,012; ω_L2: 0,040; ω_L3: 0,043 Coster-Kronig-Übergänge:F₁₂: 0,10; F₁₃: 0,57; F₂₃: 0,124 Termsymbol:⁵F₅

Spektrallinien des Rutheniums

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Rutheniums mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Chemische Daten

Elektronegativität:2,20 nach Pauling
1,54 nach Allen
3,3360 eV nach Gosh-Gupta
4,5 eV nach PearsonElektronaffinität:1,046 38(25) eV bzw. 100,96(3) kJ mol^-1Oxidationsstufen:+4 (-4, -2, +1, +2, +3, +5, +6, +7, +8)

Standardpotentiale

Normalpotential des Rutheniums:

E⁰ (V)	N_ox	Name Ox.	Ox.	e^-	⇔	Red.	Name Red.	N_ox
0,2487	+ III	Ruthenium(III)-Kation	Ru³⁺	+ e^-	⇔	Ru²⁺	Ruthenium(II)-Kation	+ II
0,455	+ II	Ruthenium(II)-Kation	Ru²⁺	+ 2 e^-	⇔	Ru (s)	Ruthenium	0
0,59	+ VII	Tetraoxoruthenat(VII)-Anion	RuO₄^-	+ e^-	⇔	RuO₄^2-	Tetraoxoruthenat(VI)-Anion	+ VI
1,00	+ VIII	Ruthenium(VIII)-oxid	RuO₄	+ e^-	⇔	RuO₄^-	Tetraoxoruthenat(VII)-Anion	+ VII
1,038	+ VIII	Ruthenium(VIII)-oxid	RuO₄ + 8 H⁺	+ 8 e^-	⇔	Ru + 4 H₂O	Ruthenium	0
1,120	+ IV	Ruthenium(IV)-oxid	RuO₂ + 4 H⁺	+ 2 e^-	⇔	Ru²⁺ + 2 H₂O	Ruthenium(II)-Kation	+ II

Material- und physikalische Eigenschaften des Rutheniums

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Ruthenium-Metalls auf.

Schmelzpunkt:2333 °C Schmelzenthalpie (molar):38,59 kJ mol^-1 Siedepunkt:4147 °C Verdampfungsenthalpie:567,8 kJ mol^-1 Wärmekapazität:24,06 J mol^-1 K^-1 (molar)
0,238 J g^-1 K^-1 (spezifisch) Debye-Temperatur:555 K Thermische Leitfähigkeit:117 W m^-1 K^-1 Wärmeausdehnung:6,4 μm m^-1 K^-1 bei 25 °C Elektrische Leitfähigkeit:14,1 × 10⁶ A V^-1 m^-1 Elektrischer Widerstand:71 nΩ m bei 20 °C Dichte:12,45 g cm^-3
10,65 g cm^-3 (flüssig, nahe dem Schmelzpunkt) Elastizitätsmodul:432 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):320,8 GPa 300 K Kompressibilität (isotherm):0,00311 GPa^-1 300 K Poisson-Zahl:0,30 (Querdehnzahl, dimensionslos) Kristallstruktur:hexagonal dichteste Packung - hcp Gitterkonstanten:a = 270,6 pm, c = 428,1 pm; Z = 2 Raumgruppe:P6₃/mmc - Nr. 194 Härte:nach Mohs: 6,5
nach Brinell: 2,16 GPa
nach Brinell (neu): 1,795 GPa (geglüht) Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:6,6 × 10^-5 cm³ mol^-1 Schallgeschwindigkeit:5970 m s^-1 bei 20 °C Standard-Bildungsenthalpie:0,0 kJ mol^-1 (Feststoff, Kristall)
642,7 kJ mol^-1 (gasförmig) Gibbs Freie Enthalpie:595,8 kJ mol^-1 (gasförmig) Molare Standard-Entropie:28,5 J mol^-1 K^-1 (Feststoff, Kristall)
186,5 J mol^-1 K^-1 (gasförmig)

Externe Informationsangebote

Verbindungsklassen

Bioliganden
Neue {RuNO}^6- und Ruthenium(II)-Komplexe mit Bioliganden. Dissertation, LMU, (2010)

Carben-, Vinyliden- und Allenyliden-Komplexe
... des Rutheniums mit Heteroskorpionat-Liganden. Dissertation, 2008. Universität Konstanz

Maßgeschneiderte Ruthenium-Katalysatoren
... für die stoffliche Nutzung von CO2 in Kombination mit molekularem Wasserstoff. Dissertation, (2018). RWTH Aachen

Ruthenium und Rutheniumverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbare Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche

Mineralogie

Rutheniumhaltige Minerale
Informationen zum Ruthenium und den Rutheniummineralien. Mineralien Atlas

Newsarchiv

Rutheniumkomplex als neuartiges Kontrastmittel
Phosphoreszierende Metall-organische Koordinationspolymere für die optische Tumordiagnostik

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Selektiv und bei milden Bedingungen: Primäre Amine aus Alkoholen und Ammoniak dank Ruthenium-Katalysator.

Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 16.04.2020.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemische-elemente/ruthenium.php