루테늄

루테늄은 다가성의 단단한 흰색 금속으로, 백금족에 속하며 주기율표의 8족에 있습니다: 다른 모든 8족 원소들은 가장 바깥 껍질에 두 전자가 있지만, 루테늄의 바깥 껍질에는 하나의 전자가 있고 (마지막 전자는 더 낮은 껍질에 있음), 이런 특이 현상은 이웃한 금속들인 나이오븀(41), 몰리브데넘(42), 로듐(45)에서도 관찰됩니다. 루테늄은 네 가지 결정 형상을 가지며 상온에서는 변색되지 않지만 800°C(1070K)로 가열하면 산화됩니다. 루테늄은 융해된 알칼리에 녹아 루테늄산염(RuO4)을 형성하며, 산(심지어 왕수)에도 공격받지 않지만 고온에서는 할로젠에 의해 공격받습니다. 소량의 루테늄은 백금과 팔라듐의 경도를 증가시킬 수 있습니다. 티타늄의 내식성은 소량의 루테늄을 첨가함으로써 크게 증가합니다. 이 금속은 전기 도금과 열분해에 의하여 도금될 수 있습니다. 루테늄-몰리브덴 합금은 10.6K 이하의 온도에서 초전도성을 가지는 것으로 알려져 있습니다. 루테늄은 유일한 4d 전이 금속으로, +8의 그룹 산화 상태를 가질 수 있고, 그 상태에서도 무겁고 안정성이 낮은 오스뮴보다 덜 안정적입니다: 이는 주기율표의 왼쪽에서 두 번째와 세 번째 행의 전이 금속들이 화학적 성질에서 큰 차이를 나타내는 첫 번째 그룹입니다. 철과 달리 오스뮴처럼 루테늄은 +2 및 +3의 낮은 산화 상태에서 수용성 양이온을 형성할 수 있습니다. 몰리브데넘에서 최고점을 보인 후 4d 전이 금속에서 루테늄은 융점, 비점 및 원자화 엔탈피의 하향 추세를 처음 나타내며, 이는 4d 전자껍질이 절반 이상 차 있어 전자들이 금속 결합에 덜 기여하기 때문입니다. (이전의 테크네튬은 절반 채워진 [Kr]4d5s 구성으로 인해 예외적으로 낮은 값을 가지나 4d 시리즈에서 망간이 3d 전이 시리즈에서 가진 것만큼 큰 차이는 아닙니다). 가벼운 유사 금속인 철과 달리, 루테늄은 상온에서 강자성이며 철도 큐리점 위에서 강자성입니다. 일부 일반적인 루테늄 이온의 산성 수용액 내 환원 전위는 다음과 같습니다:

루테늄은 지각에서 74번째로 풍부한 원소로, 약 1조분의 100 비율로 존재합니다. 이 원소는 일반적으로 우랄 산맥과 북미 및 남미에서 다른 백금족 금속들과 함께 광석에서 발견됩니다. 상업적으로 중요한 소량의 루테늄도 캐나다 온타리오주 서드버리에서 추출된 펜틀란다이트와 남아프리카공화국에서 채굴되는 피록세나이트 광석에서 발견됩니다. 루테늄의 자연 형태는 매우 드문 광물입니다 (Ir가 구조 내의 일부 Ru를 대체함).