Элемент, открытый в России – рутений

Рутений был открыт профессором Казанского университета Карлом Карловичем Клаусом в 1844 году при исследовании самородной платины из месторождения, обнаруженного на Урале в 1820-х годах. Информация о наличии платиновых залежей в России стала тогда мировым событием, так как ранее этот металл добывали в больших количествах лишь в Южной Америке. Поэтому изучение уральских платиновых руд, как нового направления, подтолкнуло многих учёных к их изучению. Клаус выделил рутений из платиновой руды и указал на сходство триад: рутений —родий —палладий; осмий — иридий —платина.

Первооткрыватель назвал элемент № 44 в честь России, так как Рутения (лат. Ruthenia) — одно из средневековых латинских названий Руси.

Самородная платина, 1692 г. Средний Урал. Фото: взято из en.wikipedia.org

Рутений (химический символ - Ru) – один из аналогов платины. Он может существовать в девяти валентных состояниях. Способность этого элемента непредсказуемо менять свою валентность часто ставит химиков в затруднительное положение.   Поэтому степень его изученности значительно ниже всех остальных элементов этой группы.

К благородным металлам обычно относят золото, серебро и платину. Но по неспособности вступать в химические реакции и высокой устойчивости к коррозии этот список дополняется ещё пятью металлами т.н. платиновой группы, это: рутений, родий, палладий, осмий, иридий. В Таблице Менделеева они компактно занимают клетки с 44 по 47, и с 76 по 79.

Благородные металлы в Таблице Менделеева

По многим механическим и химическим характеристикам рутений мог бы соперничать с платиной и золотом. Однако элемент № 44 очень хрупок, и объясняется это недостаточной чистотой образцов, которые подвергались испытаниям, поэтому в зависимости от способа его получения он выглядит матово-серым или серебристо-белым блестящим металлом. Очень тугоплавок и плавится при температуре 2334°C.

Кристаллы чистого рутения. Фото: взято из en.wikipedia.org

Радиоактивные изотопы рутения в природе не существуют, но они образуются в результате деления ядер урана и плутония в реакторах атомных электростанций. Эти изотопы создают уровни радиации, превышающие допустимые, и это представляет большую проблему для химиков и технологов.

Рутений – редкий и рассеянный элемент в земной коре, его содержания составляют 0,005 г/т. Известны только два рутениевых минерала – лаурит RuS₂ и рутенарсенид RuAs, встречающиеся в природе крайне редко. Разведанные запасы рутения в мире ничтожны и составляют не более 5 тысяч тонн. Добыча рутения ведётся всегда попутно основной руде на месторождениях платины, меди, никеля. Отвалы платиновых горных выработок – главный источник добываемого рутения в мире и лидирует здесь Южно-Африканская республика. Так как основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в недрах пяти стран, то и мировые запасы рутения распределяются так же, как и платины (в порядке убывания запасов): ЮАР, США, Россия, Зимбабве, Китай.

Рутений применяют во многих отраслях. Небольшие добавки рутения обычно увеличивают коррозионную стойкость, прочность и твердость сплава. Рутений применяют для синтеза синильной кислоты из аммиака и метана. Рутениевые покрытия, нанесенные в виде тонкого слоя на различные материалы и изделия, значительно увеличивают срок их службы. Многие характеристики рутения до сих пор не раскрыты, и научное сообщество настроено на их всестороннее изучение. Во многих странах разрабатываются перспективные направления использования этого элемента, поэтому его по праву называют металлом будущего.

Два года назад в СМИ сообщалось, что астрофизики из Университета штата Северная Каролина, проанализировав спектры 42 хорошо изученных звёзд Млечного Пути, выявили в них в изобилии рутений, родий, палладий и серебро.