كل شيء عن الروثينيوم

عناصر الجدول الدوري مألوفة للجميع ، ومع ذلك ، بمرور الوقت ، يكتشف العلماء عناصر جديدة ، ويصفون أيضًا بالتفصيل خصائص العناصر المعروفة بالفعل. يعد الروثينيوم أحد الاكتشافات الرائعة والمثيرة للاهتمام ، حيث يتمتع بخصائص مغناطيسية فريدة وبالتالي فهو مهم جدًا للعلم والتكنولوجيا الحديثة.

يعتبر الروثينيوم أخف معادن مجموعة البلاتين ، كما أنه أقل نبلاً. تم اكتشاف العنصر من قبل البروفيسور أوزان ، الذي كان مهتمًا بالبحث عن خامات الأورال الثمينة. وخلص الباحث إلى أنه بالإضافة إلى البلاتين ، يحتوي الخام على الروثينيوم ، متعدد الحدود ، كثير الحدود. تمت تسمية العناصر على اسم Ozanne ، بينما تم تسمية الروثينيوم على اسم روسيا. كان الموقف من عمل الأستاذ حرجًا للغاية ، لذلك أجرى الكيميائي تجارب عدة مرات.

بعد عدة عقود ، اجتذب عمل أوزان اهتمام أستاذ الكيمياء ك.ك.كلوس من جامعة قازان. طور تجاربه الخاصة لاستخراج البلاتين من الخام الثمين.

كرس العالم السوفيتي S.M. Starostin حياته كلها تقريبًا لدراسة هذا المعدن متعدد التكافؤ. في سياق عمله ، توصل إلى الكثير من الاستنتاجات حول السمات المميزة للروثينيوم ، فضلاً عن شدة فصله عن اليورانيوم والبلوتونيوم.

ينتمي الروثينيوم إلى فئة المعادن النبيلة ، وتتشابه خصائصه جزئيًا مع خصائص الحديد والأوزميوم. يحتوي العنصر على الرقم 44 في الجدول الدوري ويقع في المجموعة الثامنة من الفترة الخامسة. للروثينيوم كتلة ذرية نسبية قدرها 101.07 amu.تتضمن صيغته الإلكترونية 44 نواة موجبة الشحنة ، يوجد بداخلها 44 بروتونًا و 57 نيوترونًا بالإضافة إلى 44 إلكترونًا تتحرك في 5 مدارات.

الروثينيوم ليس معدنًا فقط ، ولكنه أيضًا مادة مضافة تمنح الذهب لونه الأسود. صيغتها الإلكترونية – 4s 2 p 6 d 7 5s 1 ، نقطة الانصهار - 2250 درجة مئوية. يدعي العلماء أن هناك حوالي 5000 طن من هذا المعدن في القشرة الأرضية. لهذا السبب ، وأيضًا بسبب صعوبة الاستخراج ، فإن العنصر النبيل مكلف. تختلف خصائص الروثينيوم عن خصائص المعادن الأخرى ، لذلك يتم تقييمه في العديد من الصناعات. يمكن أن يكون العنصر ضارًا فقط في بعض المركبات.

تعتبر الخصائص الكيميائية لمعدن Kazan نموذجية لممثلي البلاتين... إنه عنصر خامل للغاية في الجدول الدوري ، والذي يحتوي على 7 نظائر طبيعية ذات ثبات عالٍ و 20 نظيرًا اصطناعيًا ، بأعداد كتلتها 92-113.

في ظل ظروف درجة الحرارة العادية ، لا يخضع الروثينيوم لعمليات الأكسدة والتآكل ، وكذلك تأثير الأحماض والقلويات. إذا تم تسخين الروثينيوم إلى درجة حرارة 400 درجة مئوية ، فيمكن أن يتفاعل مع الكلور. يمكن أن يتفاعل المعدن الذي يتم تسخينه إلى 930 درجة مع الأكسجين.

هناك معادن قادرة ، مع الروثينيوم ، على تكوين سبائك عالية المقاومة. – مركبات بين المعادن. في المركبات ، يُظهر العنصر النبيل تكافؤًا من 0 إلى 8. تعتبر المركبات الأكثر أهمية بمشاركة الروثينيوم هي ثاني أكسيد الروثينيوم ورابع أكسيد الروثينيوم وكبريتيد الروثينيوم وفلوريده.

كمعدن نقي ، يمكن استخدام الروثينيوم كعامل مساعد مع انتقائية عالية. تساهم هذه الخاصية في حقيقة أنه يمكن استخدام المعدن النبيل لتركيب مواد ذات طبيعة عضوية وغير عضوية.

الروثينيوم معدن صلب جميل ، لونه يعتمد بشكل مباشر على طريقة الإنتاج ويمكن أن يختلف من الرمادي والأزرق إلى الأبيض الفضي. نظرًا لبعض الخصائص ، يعتبر العنصر فريدًا. بسبب هشاشته الشديدة ، يمكن فرك الروثينيوم بسهولة في اليد ، ومع ذلك ، فهو يتمتع بصلابة عالية - 6.5 على مقياس موهس 10 نقاط.

يعتبر الروثينيوم من أخف المعادن في مجموعة البلاتين.كثافته 12.45 جم / سم 3. هذا العنصر مختلف الحران - لكي تتحول إلى حالة سائلة ، يجب أن تكون درجة الحرارة 2334 درجة مئوية. أثناء الذوبان ، تتبخر الجزيئات المعدنية في القوس الكهربائي. يستلزم إجراء التكليس عند درجة حرارة عالية في الهواء الطلق تطاير رابع أكسيد المعدن.

الروثينيوم هو موصل فائق. يتميز العنصر الرابع والأربعون بقيمة علمية وعملية كبيرة ، حيث يعتبر معدنًا ثمينًا مثيرًا للاهتمام.

نظرًا لحقيقة أن الروثينيوم لا يتأكسد وله لون لطيف ولمعان ، فإنه غالبًا ما يستخدم في المجوهرات. في الوقت نفسه ، لا توجد سلع مصنوعة من معدن نقي ، نظرًا لقلة المعروض منها. هذا البلاتينويد هش ، لذلك يتم استخدامه كأداة ربط سبيكة ثمينة.

تساهم التكلفة العالية للروثينيوم وضعف قابليته للانصهار في استخدامه كطلاء للمجوهرات. وجودها في المجوهرات يجعل مجوهرات التيتانيوم أكثر مقاومة للتآكل ، ومجوهرات الذهب والبلاتين أكثر متانة. يمكن استخدام الروثينيوم كمادة مضافة تحول الذهب الأسود.

وجدت مركبات الروثينيوم تطبيقها في إنتاج الزجاج. تحتوي بعض المينا على معادن ثمينة. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الروثينيوم جزءًا من طلاء الفلورسنت الذي يتوهج بسبب وجوده.

من المعروف أن الروثينيوم يصبغ الأورام ويتيح رؤيتها عند فحص جسم الإنسان. بفضله ، يرى الأطباء كل خلية من الخلايا المصابة. يستخدم الروثينيوم أيضًا في تصنيع أدوية السل ، وكذلك الأمراض المعدية والجلدية. من الصعب تخيل صناعة الفضاء بدون هذا المعدن النبيل.

نظرًا لأن الروثينيوم مقاوم للحرارة ، فقد أصبح جزءًا لا يتجزأ من المادة الخام للمزدوجات الحرارية المستخدمة أثناء قياسات درجات الحرارة المرتفعة.... في الصناعة الكهربائية ، يستخدم الروثينيوم في شكله النقي. يتم تطبيق هذا المعدن في طبقة صغيرة على مكونات الراديو من أجل تأثير مضاد للتآكل. بفضل هذا الرش ، تتميز المنتجات بعدم التعرض للمواد الكيميائية ، فضلاً عن التآكل الميكانيكي المنخفض.

على الرغم من حقيقة أن الاحتياطيات العالمية من الروثينيوم صغيرة عند 5000 طن ، إلا أن المعدن يعتبر مضيعة. لا يتم استخراج هذا المعدن في شكله النقي ، ولكن يتم عزله أثناء إنتاج البلاتين. يتم شراء المعادن باهظة الثمن بشكل أساسي من قبل الصناعيين ، وهي ذات قيمة في الوقت الحالي وسيتم تقديرها في المستقبل. حتى الآن ، هناك حالات معروفة لاستخدام الروثينيوم في تصنيع الماس.

بالفعل اليوم ، يحاول هذا المعدن النبيل التنافس مع البلاتين والإيريديوم والروديوم. يعتقد العلماء أنه في المستقبل ، يمكن توقع الكثير من استخدام طلاء الروثينيوم ، مما يزيد من مقاومة المنتج للتآكل والضرر الميكانيكي والكيميائي. يمكن استخدام هذه الخاصية الفريدة للمعدن ، مثل القدرة على امتصاص ونقل الهيدروجين ، في المستقبل للحصول على الهيدروجين النقي.

هناك العديد من الحقائق المثيرة للاهتمام المرتبطة بالمعدن الفضي اللون.

• الروثينيوم هو المعدن الوحيد الذي تم استخراجه في روسيا عن طريق استخراجه من المواد الخام المعدنية.
• حتى الآن ، لم ينجح أحد في الحصول على روثينيوم مستقر 100٪ ، حيث يتميز العنصر بنشاط كيميائي عالٍ.
• الروثينيوم معدن شديد المقاومة للحرارة ، وفي هذه الخاصية يأتي في المرتبة الثانية بعد الرينيوم ، والأوزميوم ، والموليبدينوم ، والإيريديوم ، والتنغستن ، والتنتالوم ، والنيوبيوم.
• يكمن تفرد الروثينيوم في تعدد التكافؤ ، ولديه القدرة على إظهار نفسه في 9 تكافؤات مختلفة.
• لا يمكن إذابة هذا المعدن النبيل في حمض وأكوا ريجيا.
• يعتبر هذا العنصر هو الوحيد الذي لديه القدرة على ربط نيتروجين الهواء بمركب كيميائي. بعض أنواع البكتيريا لديها هذه القدرة.
• في الطبيعة ، هناك مادة واحدة مع الروثينيوم - لوريت.
• تم العثور على كميات كبيرة نسبيًا من الروثينيوم في روسيا وكندا والولايات المتحدة.
• الروثينيوم معدن نادر عالي التكافؤ بخصائص فريدة. يعتبر أكسيده المتفوق مادة سامة إلى حد ما.

شاهد الفيديو التالي لمزيد من المعلومات عن الروثينيوم.