Rutenio
Keywords: Rutenio, 1807, 1827, 1844, Abundancia natural, Agua regia, Aleación, Bloque de la tabla periódica, Calor específico
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| General | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nombre, símbolo, número | Rutenio, Ru, 44 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie química | Metales de transición | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, periodo, bloque | 8, 5 , d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad, dureza Mohs | 12370 kg/m3, 6,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Apariencia | Blanco grisáceo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Peso atómico | 101,07 uma | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio medio† | 130 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico calculado | 178 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 126 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio de Van der Waals | Sin datos | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [Kr]4d75s1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidación (óxido) | 2, 3, 4, 6, 8 (basicidad media) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | Hexagonal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado de la materia | Sólido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusión | 2607 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 4423 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporización | 595 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusión | 24 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión de vapor | 1,4 Pa a 2523 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido | 5970 m/s a 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Información diversa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 2,2 (Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 238 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad eléctrica | 13,7 x 106/m Ω | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 117 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1º potencial de ionización | 710,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2º potencial de ionización | 1620 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3º potencial de ionización | 2747 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos más estables | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Valores en el SI y en condiciones normales (0 ºC y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. †Calculado a partir de distintas longitudes de enlace covalente, metálico o iónico. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El rutenio es un elemento químico de número atómico 44 situado en el grupo 8 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Ru. Es un metal de transición, poco abundante, del grupo del platino. Se encuentra normalmente en menas de platino y se emplea como catalizador en algunas aleaciones de platino.
| Tabla de contenidos |
Características principales
Es un metal blanco duro y frágil; presenta cuatro formas cristalinas diferentes. Se disuelve en bases fundidas, y no es atacado por ácidos a temperatura ambiente. A altas temperaturas reacciona con halógenos y con hidróxidos. Se puede aumentar la dureza del paladio y el platino con pequeñas cantidades de rutenio. Igualmente, la adición de pequeñas cantidades aumenta la resistencia a la corrosión del titanio de forma importante. Se ha encontrado una aleación de rutenio y molibdeno superconductora a 10,6 K.
Los estados de oxidación más comunes son +2, +3 y +4. Existen compuestos en los que presenta un estado de oxidación desde 0 a +8, y también -2. El tetraóxido de rutenio, RuO4 (estado de oxidación +8), es muy oxidante, más que el análogo de osmio, y se descompone violentamente a altas temperaturas.
Aplicaciones
- Debido a su gran efectividad para endurecer al paladio y al platino, se emplea en las aleaciones de estos metales que se usan en contactos eléctricos con una alta resistencia al desgaste.
- Se incorpora al titanio como elemento de aleación para aumentar la resistencia a la corrosión. Un 0,1% la mejora en unas cien veces.
- Al igual que otros elementos del grupo del platino, se puede emplear como catalizador en distintos procesos. El sulfuro de hidrógeno, H2S, se puede descomponer por la luz empleando óxido de rutenio en una suspensión acuosa de partículas de CdS. Esto puede ser útil en la eliminación de H2S de las refinerías de petróleo y de otros procesos industriales.
- Recientemente, se ha encontrado que algunos compuestos organometálicos de rutenio tienen actividad antitumoral
Historia
El rutenio (del latín Ruthenia, que significa "Rusia") fue descubierto por Karl Klaus en 1844. Observó que el óxido de rutenio contenía un nuevo metal y obtuvo seis gramos de rutenio de la parte de platino que es insoluble en agua regia.
Jöns Berzelius y Gottfried Osann casi lo descubrieron en 1827. Examinaron los residuos que quedaban al disolver una muestra de platino procedente de los Urales con agua regia. Osann pensó que había encontrado tres nuevos metales, a los que dio nombre, siendo uno de ellos el rutenio.
Es posible que el químico polaco Jedrzej Sniadecki aislara este elemento en 1807, pero este hecho no ha sido confirmado.
Abundancia y obtención
Se encuentra en pocos minerales y no son comerciales; en la laurita, RuS2, y en pequeñas cantidades en la pentlandita, (Fe,Ni)9S8. Este elemento generalmente se encuentra junto con otros elementos del grupo del platino, en los Urales y en América, formando aleaciones.
Los elementos del grupo del platino, que normalmente están juntos, se separan entre sí mediante una serie de procesos químicos, distintos según cómo se encuentren, aprovechando las diferencias químicas existentes entre cada elemento.
Compuestos
En sus compuestos, el rutenio presenta variados estados de oxidación, alcanzando el +8, aunque los más comunes son +2, +3 y +4.
Hay algunos parecidos con los compuestos del osmio, del mismo grupo, pero la química de ambos difiere bastante de la del hierro, también en el mismo grupo.
- El tetraóxido de rutenio, RuO4, es muy oxidante, más que el análogo de osmio, y se descompone violentamente a temperaturas altas.
- Algunos complejos de Ru+2 y Ru+3 se pueden emplear en tratamientos contra el cáncer. Por ejemplo, el H(im)[RuCl4(im)2], siendo im = imidazol.
Isótopos
En la naturaleza se encuentran siete isótopos de rutenio. Los radioisótopos más estables de rutenio son el 106Ru, con un tiempo de vida media de 373,59 días, el 103Ru con una vida media de 39,26 días, y el 97Ru, con 2,9 días.
Se han caracterizado otros quince radioisótopos con pesos atómicos desde 89,93 uma (90Ru) hasta 114,928 uma (115Ru). La mayoría de éstos tienen tiempos de vida media de menos de cinco minutos, excepto el 95Ru, de 1,643 horas, y el 105, de 4,44 horas.
El principal modo de decaimiento antes del isótopo más abundante, 102Ru, es la captura electrónica, y después es la desintegración beta. El principal producto obtenido antes del 102Ru es el tecnecio, mientras que después es el rodio.
Precauciones
El tetraóxido de rutenio, RuO4, similar al tetraóxido de osmio, es altamente tóxico y puede explotar. El rutenio no desempeña ningún papel biológico, pero puede ser carcinógeno y se puede bioacumular en los huesos.