Úvod
Ruténium (Ru) je vzácny chemický prvok, ktorý patrí medzi prechodné kovy. Jeho protónové číslo je 44 a v periodickej tabuľke sa nachádza v 8. skupine, pričom je členom skupiny platinových kovov. V čistom stave je to veľmi tvrdý, krehký a lesklý strieborno-biely kov, ktorý je mimoriadne odolný voči korózii a väčšine kyselín. V prírode sa nenachádza v rýdzej forme, ale takmer vždy sprevádza iné platinové kovy v ich rudách. Získava sa ako vedľajší produkt pri spracovaní a rafinácii niklových a platinových rúd, pričom najväčšie náleziská sú v Južnej Afrike, Rusku a Severnej Amerike.
Vlastnosti
Ruténium (Ru) je tvrdý, krehký a vzácny kov strieborno-bielej farby s vysokým leskom. Patrí do 8. skupiny periodickej tabuľky, medzi takzvané platinové kovy, a má mimoriadne vysokú teplotu topenia (2334 °C) a varu (4150 °C). Je chemicky veľmi odolné, pri izbovej teplote nereaguje s väčšinou kyselín, vrátane lúčavky kráľovskej. Jeho protónové číslo je 44. V zlúčeninách nadobúda širokú škálu oxidačných stavov, od -2 po +8. Pri zahrievaní na vzduchu tvorí prchavý a toxický oxid ruténičelý (RuO₄). Vyznačuje sa vynikajúcimi katalytickými vlastnosťami.
Pôvod názvu
Názov prvku pochádza z latinského slova „Ruthenia“, čo je historický názov pre Rusko alebo Rus. Prvok objavil v roku 1844 ruský vedec nemeckého pôvodu Karl Ernst Claus, ktorý ho pomenoval na počesť svojej vlasti, Ruského impéria, kde vykonal svoj objav na univerzite v Kazani.
Objav
Objav ruténia je pripisovaný ruskému chemikovi nemeckého pôvodu, Karlovi Karlovičovi Klausovi, v roku 1844. Počas svojho pôsobenia na Kazanskej univerzite dôkladne skúmal zvyšky po spracovaní platinovej rudy pochádzajúcej z pohoria Ural. Podarilo sa mu izolovať nový chemický prvok, ktorého existenciu predtým iní vedci neúspešne predpokladali. Klaus dokázal, že ide o samostatný kov so špecifickými vlastnosťami. Prvok pomenoval Ruthenium, podľa latinského názvu pre Rus – Ruthenia, čím vzdal hold svojej vlasti. Jeho precízny objav bol definitívny a ukončil predchádzajúce nejasnosti.
Výskyt v prírode
Ruténium patrí medzi najvzácnejšie stabilné prvky v zemskej kôre. V prírode sa nevyskytuje v rýdzej forme, ale je súčasťou rúd platinových kovov, najmä v mineráloch ako laurit. Jeho hlavné komerčné náleziská sa nachádzajú v Južnej Afrike, v pohorí Ural v Rusku a v Severnej i Južnej Amerike. Získavanie ruténia je mimoriadne zložité a nákladné, pretože je vždy len vedľajším produktom ťažby platiny, niklu alebo medi. Z komplexnej zmesi kovov sa oddeľuje prostredníctvom série zložitých chemických procesov, vrátane destilácie prchavého oxidu ruténičelého.
Využitie
Ruténium je mimoriadne vzácny kov, ktorého hlavné využitie spočíva v jeho schopnosti zvyšovať tvrdosť a odolnosť iných kovov. Ako zliatinový prvok sa pridáva do platiny a paládia, čím sa vytvárajú extrémne odolné materiály pre elektrické kontakty, ktoré nepodliehajú opotrebovaniu. Jeho katalytické vlastnosti sú kľúčové v chemickom priemysle, napríklad pri výrobe čpavku alebo v procesoch premeny oxidu uhoľnatého na uhľovodíky. V elektronike sa používa na výrobu tenkovrstvových odporov v integrovaných obvodoch a na povrchovú úpravu pevných diskov. V prírode sa vyskytuje v rýdzej forme alebo v mineráloch spolu s ostatnými platinovými kovmi.
Zlúčeniny
Ľudskou činnosťou sa pripravuje široká škála zlúčenín ruténia s rôznorodým využitím. Medzi najznámejšie patrí oxid ruteničitý, stabilná čierna látka používaná v elektronike ako materiál pre rezistory alebo ako ochranný povlak na anódach. Naproti tomu je oxid ruténičelý extrémne prchavý, toxický a silne oxidačný, čo sa využíva pri fixácii a farbení vzoriek v elektrónovej mikroskopii. V modernej chémii hrajú kľúčovú úlohu organokovové komplexy, najmä ako katalyzátory v organickej syntéze. V prírode sa nachádza najmä v mineráli laurit, ktorý je sulfidom ruténia (RuS₂).
Zaujímavosti
Ruténium je jedným z najvzácnejších stabilných prvkov v zemskej kôre; je približne 200-krát vzácnejšie ako striebro. Vyznačuje sa mimoriadne širokou škálou oxidačných stavov, od -2 až po +8, čo je vlastnosť, ktorú zdieľa len s niekoľkými ďalšími prvkami. Jeho schopnosť tvoriť zliatiny s extrémnou tvrdosťou bola využitá napríklad pri výrobe hrotov luxusných plniacich pier. Jeho elektronická konfigurácia je anomálna a neriadi sa štandardnými pravidlami zapĺňania orbitálov. Niektoré jeho komplexné zlúčeniny intenzívne absorbujú svetlo a sú predmetom výskumu pre umelú fotosyntézu, teda premenu slnečnej energie na vodík.