रुथेनियम

From Vigyanwiki
Not to be confused with रुबिडियम.
Ruthenium, 44Ru
Ruthenium a half bar.jpg
Ruthenium
उच्चारण/ruːˈθiːniəm/ ​(roo-THEE-nee-əm)
दिखावटsilvery white metallic
Standard atomic weight Ar°(Ru)
  • 101.07±0.02
  • 101.07±0.02 (abridged)[1]
Ruthenium in the periodic table
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Fe
↑
Ru
↓
Os
technetium ← ruthenium → rhodium
Atomic number (Z)44
समूहgroup 8
अवधिperiod 5
ब्लॉक  d-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास[Kr] 4d7 5s1
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन2, 8, 18, 15, 1
भौतिक गुण
Phase at STPsolid
गलनांक2607 K ​(2334 °C, ​4233 °F)
क्वथनांक4423 K ​(4150 °C, ​7502 °F)
Density (near r.t.)12.45 g/cm3
when liquid (at m.p.)10.65 g/cm3
संलयन की गर्मी38.59 kJ/mol
Heat of vaporization619 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमता24.06 J/(mol·K)
Vapor pressure
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 2588 2811 3087 3424 3845 4388
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य−4, −2, 0, +1,[2] +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 (a mildly acidic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटीPauling scale: 2.2
Ionization energies
  • 1st: 710.2 kJ/mol
  • 2nd: 1620 kJ/mol
  • 3rd: 2747 kJ/mol
परमाणु का आधा घेराempirical: 134 pm
सहसंयोजक त्रिज्या146±7 pm
Color lines in a spectral range
Spectral lines of ruthenium
अन्य गुण
प्राकृतिक घटनाprimordial
क्रिस्टल की संरचना ​hexagonal close-packed (hcp)
Hexagonal close packed crystal structure for ruthenium
Speed of sound thin rod5970 m/s (at 20 °C)
थर्मल विस्तार6.4 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
ऊष्मीय चालकता117 W/(m⋅K)
विद्युत प्रतिरोधकता71 nΩ⋅m (at 0 °C)
चुंबकीय आदेशparamagnetic[3]
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता+39×10−6 cm3/mol (298 K)[3]
यंग मापांक447 GPa
कतरनी मापांक173 GPa
थोक मापांक220 GPa
पॉइसन अनुपात0.30
मोहन कठोरता6.5
ब्रिनेल हार्डनेस2160 MPa
CAS नंबर7440-18-8
History
नामीafter Ruthenia, the 19th-century Latin name for Russia[lower-alpha 1]
खोज और पहला अलगावKarl Ernst Claus (1844)
Main isotopes of ruthenium
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct
96Ru 5.54% stable
97Ru syn 2.9 d ε 97Tc
γ –
98Ru 1.87% stable
99Ru 12.76% stable
100Ru 12.60% stable
101Ru 17.06% stable
102Ru 31.55% stable
103Ru syn 39.26 d β− 103Rh
γ –
104Ru 18.62% stable
106Ru syn 373.59 d β− 106Rh
 Category: Ruthenium
| references

रूथेनियम प्रतीक Ru और परमाणु संख्या 44 वाला एक रासायनिक तत्व है। यह आवर्त सारणी के प्लैटिनम समूह से संबंधित एक दुर्लभ संक्रमण धातु है। प्लैटिनम समूह की अन्य धातुओं की तरह रूथेनियम अधिकांश अन्य रसायनों के लिए निष्क्रिय है। बाल्टिक-जर्मन वंश के रूसी मूल के वैज्ञानिक कार्ल अर्नेस्ट क्लॉस ने 1844 में कज़ान राज्य विश्वविद्यालय में इस तत्व की खोज की और रूसी साम्राज्य के सम्मान में इसे रूथेनियम नाम दिया।[lower-alpha 1] रूथेनियम सामान्यतः प्लैटिनम अयस्कों के एक साधारण घटक के रूप में पाया जाता है; इसका वार्षिक उत्पादन 2009 में लगभग 19 टन से 2017 में कुछ 35.5 टन तक बढ़ गया है[6]।[7] उत्पादित अधिकांश रूथेनियम का उपयोग प्रतिरोधी विद्युत संपर्कों और मोटी-फिल्म प्रतिरोधों में किया जाता है। रूथेनियम के लिए एक साधारण अनुप्रयोग प्लैटिनम मिश्र धातुओं में और रसायन विज्ञान उत्प्रेरक के रूप में है। रूथेनियम का एक नया अनुप्रयोग पराबैंगनी आवरक के लिए आच्छादन परत के रूप में है। रूथेनियम सामान्यतः यूराल पर्वत,उत्तरी अमेरिका और दक्षिण अमेरिका में अन्य प्लेटिनम समूह धातुओं के साथ अयस्कों में पाया जाता है। सडबरी, ओंटारियो से निकाले गए पेन्टलैन्डाइट और दक्षिण अफ्रीका में पाइरोक्सेनाइट भण्डारण में कम लेकिन व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण मात्रा में पाए जाते है।[8]

विशेषताएं-

भौतिक गुण-

रूथेनियम धातु के गैस चरण में विकसित क्रिस्टल।

एक बहुसंयोजक दृढ़ सफेद धातु रूथेनियम,प्लैटिनम समूह का सदस्य है और आवर्त सारणी के समूह 8 में है।

परमाणु संख्या तत्व इलेक्ट्रॉनों /कक्षों की संख्या
26 लौह 2, 8, 14, 2
44 रूथेनियम 2, 8, 18, 15, 1
76 ऑस्मियम 2, 8, 18, 32, 14, 2
108 हैशियम 2, 8, 18, 32, 32, 14, 2

जबकि अन्य सभी समूह 8 तत्वों के सबसे बाहरी आवरण में दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, रूथेनियम में सबसे बाहरी आवरण में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है (अंतिम इलेक्ट्रॉन निचले आवरण में होता है)। यह विसंगति पड़ोसी धातुओं नाइओबियम (41), मोलिब्डेनम (42), और रोडियाम (45) में देखी गई है।

रासायनिक गुण-

रूथेनियम में चार क्रिस्टल संशोधन होते हैं और यह परिवेशी परिस्थितियों में धूमिल नहीं होता है; 800 °C (1,070 K) पर गर्म करने पर यह ऑक्सीकृत हो जाता है। रूथेनियम मिश्रित क्षार में घुलकर रूथेनेट (RuO2−
4) देता है यह अम्ल (यहां तक ​​​​कि अम्लराज) द्वारा अक्षेपित नहीं किया जाता है, लेकिन उच्च तापमान पर हैलोजन द्वार अक्षेपित किया जाता है।[8] वास्तव में, ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा रूथेनियम पर सबसे आसानी से अक्षेपित किया जाता है।[9] रूथेनियम की छोटी मात्रा प्लेटिनम और पैलेडियम की कठोरता को बढ़ा सकती है। थोड़ी मात्रा में रूथेनियम मिलाने से टाइटेनियम का संक्षारण प्रतिरोध स्पष्ट रूप से बढ़ जाता है।[8] धातु को विद्युत लेपन और ऊष्मीय अपघटन द्वारा विद्युत् लेपित किया जा सकता है। रूथेनियम-मोलिब्डेनम मिश्र धातु को 10.6 केल्विन से नीचे के तापमान पर अतिचालक माना जाता है।[8] रूथेनियम एकमात्र 4d संक्रमण धातु है जो समूह ऑक्सीकरण अवस्था +8 ग्रहण कर सकता है, फिर भी यह भारी कोजेनर ऑस्मियम की तुलना में कम स्थिर है: यह तालिका के बाईं ओर से पहला समूह है जहाँ दूसरी और तीसरी पंक्ति की संक्रमण धातु रासायनिक व्यवहार में उल्लेखनीय अंतर प्रदर्शित करती हैं। लोहे की तरह परन्तु ऑस्मियम के विपरीत, रूथेनियम +2 और +3 के निचले ऑक्सीकरण अवस्थाओं में जलीय धनायन बना सकता है।[10] मोलिब्डेनम में अधिकतम देखे जाने के बाद 4d संक्रमण धातुओं में पिघलने, क्वथनांक और कणीकरण एन्थैल्पी में यूथेनियम सबसे पहले गिरावट की प्रवृत्ति में है, क्योंकि 4d उपकोश आधे से अधिक भरा हुआ है और इलेक्ट्रॉन धातु बंधन में कम योगदान दे रहे हैं।(टेक्नेटियम, पिछले तत्व का असाधारण रूप से कम मूल्य है जो अपने आधे भरे [Kr] 4d55s2 विन्यास के कारण प्रवृत्ति से बाहर है,यद्यपि यह 4d श्रृंखला में प्रवृत्ति से उतना दूर नहीं है जितना कि 3d संक्रमण में मैंगनीज) लाइटर कॉनजेनर आयरन के विपरीत, रूथेनियम कमरे के तापमान पर अनुचुंबकीय है, क्योंकि आयरन भी अपने क्यूरी बिंदु से ऊपर है।[11]

कुछ सामान्य रूथेनियम आयनों के लिए अम्लीय जलीय घोल में कमी की क्षमता नीचे दिखाई गई है:[12]

0.455 V Ru2+ + 2e− ↔ Ru
0.249 V Ru3+ + e− ↔ Ru2+
1.120 V RuO2 + 4H+ + 2e− ↔ Ru2+ + 2H2O
1.563 V RuO2−
4 + 8H+ + 4e−		 ↔ Ru2+ + 4H2O
1.368 V RuO−
4 + 8H+ + 5e−		 ↔ Ru2+ + 4H2O
1.387 V RuO4 + 4H+ + 4e− ↔ RuO2 + 2H2O

समस्थानिक-

Main article: रुथेनियम के समस्थानिक

स्वाभाविक रूप से होने वाली रूथेनियम सात स्थिर समस्थानिकों से बनी होती है। इसके अतिरिक्त 34 रेडियोधर्मी समस्थानिकों की खोज की गई है। इन रेडियोधर्मी समस्थानिकों में सबसे अधिक स्थिर 106373.59 दिनों की अर्द्ध-आयु के साथ रु, 10339.26 दिनों की अर्द्ध-आयु के साथ और 2.9 दिनों की अर्द्ध-आयु के साथ 97 Ru हैं।

89.93 एकीकृत परमाणु द्रव्यमान इकाई से लेकर परमाणु भार के साथ पंद्रह अन्य रेडियोधर्मी समस्थानिकों को 89.93 u (90Ru) से 114.928 u (115Ru) तक के परमाणु भार के साथ चित्रित किया गया है। 95Ru (अर्ध-जीवन: 1.643 घंटे) और 105Ru (अर्ध-जीवन: 4.44 घंटे) को छोड़कर इनमें से अधिकांश का आधा-जीवन पांच मिनट से कम है। सबसे प्रचुर मात्रा में समस्थानिक 102Ru से पहले प्राथमिक क्षय  प्रणाली इलेक्ट्रॉन बंदी है और बीटा उत्सर्जन के बाद प्राथमिक प्रणाली है। 102Ru से पहले प्राथमिक क्षय उत्पाद टेक्नेटियम है जो रोडियम के बाद प्राथमिक क्षय उत्पाद है। 106Ru यूरेनियम या प्लूटोनियम के एक नाभिक के विखंडन का उत्पाद है। वायुमंडलीय की उच्च सांद्रता 106Ru 2017 में शरद ऋतु 2017 में यूरोप में एक कथित एयरबोर्न रेडियोधर्मिता वृद्धि से जुड़ी थी।[13]

घटना-

See also: Category:रूथेनियम खनिज

पृथ्वी की पपड़ी में 78वें सबसे प्रचुर तत्व के रूप में, रूथेनियम अपेक्षाकृत दुर्लभ है, जो प्रति ट्रिलियन लगभग 100 भागों में पाया जाता है। यह तत्व सामान्यतः  यूराल पर्वत, उत्तर और दक्षिण अमेरिका में प्लैटिनम समूह की अन्य धातुओं के साथ अयस्कों में पाया जाता है। सडबरी, ओंटारियो, कनाडा से निकाले गए पेंटलैंडाइट और दक्षिण अफ्रीका में पाइरोक्सेनाइट भण्डारण में कम लेकिन व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण मात्राओ में पाए जाते हैं। रूथेनियम मूल रूप से बहुत ही दुर्लभ खनिज है (Ir इसकी संरचना में Ru के हिस्से को प्रतिस्थापित करता है)।[14][15] रूथेनियम के परमाणु विखंडन में अपेक्षाकृत उच्च विखंडन उत्पाद उपज है और इसके सबसे लंबे समय तक चलने वाले रेडियोधर्मी समस्थानिकों का आधा जीवन केवल एक वर्ष का होता है, खर्च किए गए ईंधन से एक नए प्रकार के परमाणु पुनर्संसाधन में रूथेनियम को पुनर्प्राप्त करने के लिए प्रस्ताव होते हैं। प्राकृतिक परमाणु विखंडन रिएक्टर में एक असामान्य रूथेनियम निक्षेप भी पाया जा सकता है जो लगभग दो अरब साल पहले गैबॉन में सक्रिय था। रूथेनियम के समस्थानिक अनुपात में पाया गया कि यह पुष्टि करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले कई तरीकों में से एक था कि भूवैज्ञानिक अतीत में उस स्थान पर वास्तव में एक परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया हुई थी। ओक्लो में अब यूरेनियम का खनन नहीं किया जाता है और वहां मौजूद प्लैटिनम समूह धातुओं में से किसी को भी पुनर्प्राप्त करने के गंभीर प्रयास कभी नहीं हुए हैं।

उत्पादन-

लगभग 30 टन रुथेनियम हर साल खनन किया जाता है विश्व भंडार अनुमानित 5,000 टन है।  भू-रासायनिक गठन के आधार पर खनन प्लैटिनम समूह धातु (PGM)  मिश्रण की संरचना व्यापक रूप से भिन्न होती है।उदाहरण के लिए, दक्षिण अफ्रीका में खनन किए गए PGM में औसतन 11% रूथेनियम होता है, जबकि पूर्व USSR(1992) में खनन किए गए PGM  में केवल 2%  होता है। रूथेनियम, ऑस्मियम और इरिडियम को  साधारण  प्लेटिनम समूह धातु माना जाता है।[11]रूथेनियम अन्य प्लेटिनम समूह धातुओं की तरह, व्यावसायिक रूप से निकिल, तांबे और प्लेटिनम धातुओं के अयस्क प्रसंस्करण से उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। तांबे और निकिल के विद्युत शोधन के दौरान, उत्कृष्ट धातुएं जैसे चांदी, सोना, और प्लेटिनम समूह की धातुएं एनोड मड के रूप में अवक्षेपित हो जाती हैं, जो निष्कर्षण के लिए फीडस्टॉक है। फीडस्टॉक की संरचना के आधार पर, धातुओं को कई तरीकों में से किसी एक द्वारा आयनित विलेय में परिवर्तित किया जाता है। एक प्रतिनिधि विधि सोडियम पेरोक्साइड के साथ संलयन है जिसके बाद अम्लराज में विघटन होता है और हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ क्लोरीन के मिश्रण का विलयन प्राप्त होता है। ऑस्मियम, रूथेनियम, रोडियम और इरिडियम अम्लराज में अघुलनशील होते हैं और अन्य धातुओं को घोल में आसानी से अवक्षेपित हो जाते हैं रोडियम को पिघले हुए सोडियम बाइसल्फेट के साथ उपचार करके अवशेषों से अलग किया जाता है। Ru, Os, और Ir युक्त अघुलनशील अवशेषों को सोडियम ऑक्साइड के साथ उपचारित किया जाता है, जिसमें Ir अघुलनशील होता है,और यह  भंग Ru और Os लवणों का उत्पादन करता है। वाष्पशील ऑक्साइड के ऑक्सीकरण के बाद Ru4 को अमोनियम क्लोराइड के साथ (NH4)3RuCl6 के अवक्षेपण द्वारा या वाष्पशील ऑस्मियम टेट्रॉक्साइड के कार्बनिक विलायकों के साथ आसवन या निष्कर्षण द्वारा OsO4 से अलग किया जाता है।[16] हाइड्रोजन का उपयोग अमोनियम रूथेनियम क्लोराइड का पाउडर बनाने के लिए किया जाता है।उत्पाद को हाइड्रोजन का उपयोग करके कम किया जाता है, धातु को पाउडर या स्पंज धातु के रूप में प्राप्त किया जाता है जिसे पाउडर धातु विज्ञान तकनीक या आर्गन-आर्क वेल्डिंग के साथ अभिक्रियित किया जा सकता है।

रुथेनियम भुक्तशेष परमाणु ईंधन में प्रत्यक्ष विखंडन उत्पाद और लंबे समय तक चलने वाले विखंडन उत्पाद द्वारा न्यूट्रॉन अवशोषण के उत्पाद के रूप में निहित है। 99
Tc, रूथेनियम के अस्थिर समस्थानिकों को क्षय करने के बाद, रासायनिक निष्कर्षण के लिए या सभी अनुप्रयोगों में बिक्री के लिए रूथेनियम उत्पन्न कर सकता है।[17][18]रूथेनियम का उत्पादन परमाणु रूपांतरण से भी किया जा सकता है ।अपेक्षाकृत लंबा आधा जीवन, उच्च विखंडन उत्पाद उपज और पर्यावरण में उच्च रासायनिक गतिशीलता को देखते हुए, 99
Tc वाणिज्यिक पैमाने पर परमाणु प्रसारण के लिए सबसे अधिक प्रस्तावित गैर-एक्टिनाइड में से एक है। 99
Tc एक अपेक्षाकृत बड़ा न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन है और टेक्नेटियम में कोई स्थिर समस्थानिक नहीं है, एक नमूना स्थिर समस्थानिकों के न्यूट्रॉन सक्रियण की समस्या में नहीं चलेगा। महत्वपूर्ण मात्रा में 99
Tc परमाणु विखंडन और परमाणु चिकित्सा दोनों द्वारा उत्पादित किया जाता है जिसका पर्याप्त उपयोग होता है 99m
Tc जिसका क्षय 99
Tc में होता है पर्याप्त रूप से मजबूत न्यूट्रॉन विकिरण के लक्ष्य से अंततः रूथेनियम की पर्याप्त मात्रा प्राप्त होगी जिसे रासायनिक रूप से अलग किया जा सकता है और उपभोग करते समय बेचा जा सकता है।

रासायनिक यौगिक-

See also: Category:रूथेनियम यौगिक

रूथेनियम की ऑक्सीकरण अवस्था 0 से +8 और -2 तक होती है। रूथेनियम और ऑस्मियम रासायनिक यौगिक के गुण समान होते हैं। +2, +3 और +4 अवस्थाएँ सबसे साधारण हैं। सबसे प्रचलित प्रणेता रूथेनियम ट्राइक्लोराइड है, एक लाल ठोस जो रासायनिक रूप से अपर्याप्त है लेकिन कृत्रिम रूप से बहुमुखी है।[19]

ऑक्साइड्स और चेल्कोजेनाइड्स-

रूथेनियम को रूथेनियम (IV) ऑक्साइड (RuO2, ऑक्सीकरण अवस्था 4) में ऑक्सीकृत किया जा सकता है, जो सोडियम मेटापेरियोडेट द्वारा वाष्पशील पीले टेट्राहेड्रल रूथेनियम टेट्रोक्साइड, RuO4, संरचना और गुणों के साथ एक आक्रामक, मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा ऑक्सीकृत किया जा सकता है। ऑस्मियम टेट्रोक्साइड के लिए RuO4 का उपयोग ज्यादातर अयस्कों और रेडियो अपशिष्टों से रूथेनियम के शुद्धिकरण में एक मध्यवर्ती के रूप में किया जाता है,डाई पोटेशियम रूथेनेट (K2RuO4, 6) और पोटेशियम पेरुथेनेट (KRuO4, 7) भी शुद्धिकरण के लिए जाने जाते हैं।  ऑस्मियम टेट्रोक्साइड के विपरीत, रूथेनियम टेट्रोक्साइड कम स्थिर है और यह कमरे के तापमान पर तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और इथेनॉल जैसे कार्बनिक विलायक को ऑक्सीकृत  करने के लिए ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में पर्याप्त है,और आसानी से रूथेनेट में समानीत हो जाता है ।(RuO2−
4) जलीय क्षारीय विलयनों में यह 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर डाइऑक्साइड बनाने के लिए विघटित हो जाता है। लोहे के विपरीत लेकिन ऑस्मियम की तरह रूथेनियम अपनी निचली +2 और +3 ऑक्सीकरण अवस्थाओं में ऑक्साइड नहीं बनाता है।[20]अपितु रूथेनियम डाइक्लोजेनाइड्स बनाता है, जो पाइराइट संरचना में क्रिस्टलीकरण करने वाले प्रतिचुंबकीय अर्धचालक हैं।[20]रूथेनियम सल्फाइड (RuS2) स्वाभाविक रूप से लौराइट खनिज के रूप में होता है।

लोहे की तरह रूथेनियम आसानी से ऑक्सोनियन नहीं बनाता है और इसके विपरीत हाइड्रॉक्साइड आयनों के साथ उच्च समन्वय संख्या प्राप्त करता है। रूथेनियम टेट्रोक्साइड रूथेनियम के साथ +7 ऑक्सीकरण अवस्था में को ठंडे तनु पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड द्वारा काला पोटेशियम पेरुथेनेट KRuO4 बनाने के लिए  प्रयोग किया जाता है। पोटेशियम पेरुथेनेट K2RuO4 को क्लोरीन गैस के साथ पोटेशियम रूथेनेट के ऑक्सीकरण द्वारा भी उत्पादित किया जा सकता है । पेरुथेनेट आयन अस्थिर है और नारंगी रूथनेट बनाने के लिए पानी से कम हो जाता है। पिघले हुए पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और पोटेशियम नाइट्रेट के साथ रूथेनियम धातु पर प्रतिक्रिया करके पोटेशियम रूथनेट को संश्लेषित किया जा सकता है।[21]कुछ मिश्रित आक्साइड भी ज्ञात हैं, जैसे किMIIRuIVO3, Na3RuVO4, Na2RuV2O7,and MII2LnIIIRuV हैं।

हैलाइड्स और ऑक्सीहैलाइड्स-

उच्चतम ज्ञात रूथेनियम हैलाइड हेक्साफ्लोराइड है, एक गहरे भूरे रंग का ठोस जो 54 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है। यह पानी के संपर्क में बलपूर्वक हाइड्रोलाइज होता है और फ्लोरीन गैस को मुक्त करते हुए निचले रूथेनियम फ्लोराइड्स का मिश्रण बनाने के लिए आसानी से अनुपातहीन हो जाता है। रूथेनियम पेंटाफ्लोराइड एक टेट्रामेरिक गहरे हरे रंग का ठोस है जो आसानी से हाइड्रोलाइज्ड होता है,और यह  86.5 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है।पीला रूथेनियम टेट्राफ्लोराइड  बहुलक भी है और इसे आयोडीन के साथ पेंटाफ्लोराइड को कम करके बनाया जा सकता है। रूथेनियम के द्विआधारी यौगिकों में, इन उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को केवल ऑक्साइड और फ्लोराइड्स में जाना जाता है।[22]रूथेनियम ट्राइक्लोराइड एक सुपरिचित यौगिक है, जो काले α-रूप और गहरे भूरे β-रूप में विद्यमान है: ट्राइहाइड्रेट लाल होता है। ज्ञात ट्राइहैलाइड्स में, ट्राइफ्लोराइड गहरे भूरे रंग का होता है और 650 डिग्री सेल्सियस से ऊपर विघटित होता है, ट्राइब्रोमाइड गहरे भूरे रंग का होता है और 400 डिग्री सेल्सियस से ऊपर विघटित होता है, और ट्रायोडाइड काला होता है। डाइहैलाइड्स में, डिफ़्लुओराइड ज्ञात नहीं है, डाइक्लोराइड भूरा है, डाइब्रोमाइड काला है, और डायोडाइड नीला है[22]एकमात्र ऑक्सीहैलाइड पीला हरा रूथेनियम (VI) ऑक्सीफ्लोराइड RuOF4 है।[23]

समन्वय और कार्बधात्विक कॉम्प्लेक्स-

Main article: ऑर्गनोरुथेनियम रसायन
ट्रिस (बिपिरिडीन) रूथेनियम (II) क्लोराइड।

Skeletal formula of Grubbs' उत्प्रेरक। थंबरूथेनियम विभिन्न प्रकार के समन्वय परिसरों का निर्माण करता है। पेंटाअमाइन के कई डेरिवेटिव [Ru(NH3)5L]n इसके उदाहरण हैं जो Ru(II) और Ru(III) दोनों के लिए उपस्थित होते हैं। । बाइपिरीडीन और टेरपाइरीडीन के संजात असंख्य हैं, सबसे अच्छी तरह से ल्यूमिनेसेंट ट्रिस (बिपिरिडीन) रूथेनियम (II) क्लोराइड के रूप में जाना जाता है।

रूथेनियम कार्बन-रूथेनियम बांड के साथ एक विस्तृत श्रृंखला के यौगिक बनाता है। एल्कीन मेटाथिसिस के लिए ग्रब्स' उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। रूथेनोसिन संरचनात्मक रूप से फेरोसीन के समान है, लेकिन विशिष्ट रेडॉक्स गुण प्रदर्शित करता है।रंगहीन तरल रूथेनियम पेंटाकार्बोनिल CO दबाव की अनुपस्थिति में गहरे लाल ठोस ट्रिरुथेनियम डोडेकाकार्बोनिल में परिवर्तित हो जाता है। रुथेनियम ट्राइक्लोराइड कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करके RuHCl(CO)(PPh3)3 और Ru(CO)2(PPh3)3 सहित कई व्युत्पन्न देता है। ट्राइफेनिलफॉस्फीन के साथ एल्कोहल में रूथेनियम ट्राइक्लोराइड का ताप समाधान ट्रिस (ट्राइफेनिलफॉस्फीन) रूथेनियम डाइक्लोराइड(RuCl2(PPh3)3)) देता है, जो हाइड्राइड कॉम्प्लेक्स क्लोरोहाइड्रिडोट्रिस (ट्रिफेनिलफॉस्फीन) रूथेनियम (II)(RuHCl (PPh) में परिवर्तित हो जाता है। [19]

इतिहास-

यद्यपि सभी छह प्लेटिनम-समूह धातुओं से युक्त स्वाभाविक रूप से होने वाली प्लैटिनम मिश्र धातुओं का उपयोग पूर्व-कोलंबियाई अमेरिकियों द्वारा लंबे समय तक किया जाता था और 16वीं शताब्दी के मध्य से यूरोपीय रसायनज्ञों के लिए एक सामग्री के रूप में जाना जाता था, 18वीं शताब्दी के मध्य तक प्लेटिनम को एक शुद्ध तत्व रूप में पहचाना नहीं गया था। उस प्राकृतिक प्लैटिनम में पैलेडियम, रोडियम, ऑस्मियम और इरिडियम की खोज 19वीं शताब्दी के पहले दशक में की गई थी।[24] रूसी नदियों के जलोढ़ में प्लेटिनम ने प्लेटों और पदकों में उपयोग के लिए और 1828 से शुरू होने वाले रूबल के सिक्कों की ढलाई के लिए कच्चे माल तक पहुंच प्रदान की।[25] सिक्के के लिए प्लेटिनम उत्पादन के अवशेष रूसी साम्राज्य में उपलब्ध थे, और इसलिए उन पर अधिकांश शोध पूर्वी यूरोप में किए गए थे।

यह संभव है कि 1807 में दक्षिण अमेरिकी प्लेटिनम अयस्कों से  सुसज्जित रसायनशास्त्री जेड्रेज स्नियाडेकी ने तत्व 44 (जिसे उन्होंने क्षुद्रग्रह वेस्ता की खोज के बाद "वेस्टियम" कहा था) को अलग कर दिया। उन्होंने 1808 में अपनी खोज की घोषणा प्रकाशित की। यद्यपि उनके काम की कभी पुष्टि नहीं हुई और बाद में उन्होंने खोज के अपने दावे को वापस ले लिया।

जोंस बर्जेलियस और गॉटफ्रीड ओसैन ने लगभग 1827 में रूथेनियम की खोज की थी। उन्होंने अम्लराज में यूराल पर्वत से कच्चे प्लेटिनम को भंग करने के बाद छोड़े गए अवशेषों की जांच की। बर्जेलियस को कोई असामान्य धातु नहीं मिली, लेकिन ओसैन ने सोचा कि उसे तीन नई धातुएं मिलीं, जिन्हें उसने प्लुरेनियम, रूथेनियम और पोलिनियम कहा।[8] इस विसंगति के कारण अवशेषों की संरचना के बारे में बर्ज़ेलियस और ओसान के बीच लंबे समय से विवाद चल रहा था।[5]चूंकि ओसैन रूथेनियम के अपने अलगाव को दोहराने में सक्षम नहीं थे, उन्होंने अंततः अपने दावों को त्याग दिया। "रूथेनियम" नाम ओसैन द्वारा चुना गया था क्योंकि विश्लेषण किए गए नमूने रूस में यूराल पर्वत से निकले थे। "रूथेनियम" लैटिन शब्द रूथेनिया से निकला है; यह शब्द उस समय रूस के लिए लैटिन नाम के रूप में इस्तेमाल किया गया था।[5][lower-alpha 1]1844 में, बाल्टिक जर्मन वंश के एक रूसी वैज्ञानिक, कार्ल अर्नस्ट क्लॉज़ ने दिखाया कि गॉटफ्रीड ओसन द्वारा तैयार किए गए यौगिकों में रूथेनियम की थोड़ी मात्रा होती है, जिसे क्लॉस ने उसी वर्ष खोजा था। क्लॉस ने रुथेनियम को रूबल के उत्पादन के प्लेटिनम अवशेषों से अलग किया जब वह कज़ान विश्वविद्यालय कज़ान में काम कर रहा था, उसी तरह इसके भारी कोजेनर ऑस्मियम को चार दशक पहले खोजा गया था।क्लॉस ने दिखाया कि रूथेनियम ऑक्साइड में एक नई धातु होती है और क्रूड प्लैटिनम के उस हिस्से से 6 ग्राम रूथेनियम प्राप्त होता है जो अम्लराज में अघुलनशील होता है। नए तत्व के लिए नाम का चयन करते हुए क्लॉस ने कहा: "मैंने अपनी मातृभूमि के सम्मान में नए शरीर का नाम रूथेनियम रखा। मुझे इसे इस नाम से बुलाने का पूरा अधिकार था क्योंकि मिस्टर ओसन ने अपनी रूथेनियम को त्याग दिया और यह शब्द अभी तक मौजूद नहीं है।"[26]ऐसा करने में क्लॉस ने एक चलन शुरू किया जो आज भी जारी है - एक देश के नाम पर एक तत्व का नामकरण।

अनुप्रयोग-

2016 में लगभग 30.9 टन रूथेनियम का उपभोग 13.8 विद्युत अनुप्रयोगों में, 7.7 उत्प्रेरण में, और 4.6 वैद्युतरसायन में किया गया ,[27]क्योंकि यह प्लेटिनम और पैलेडियम मिश्र धातुओं को कठोर करता है, रूथेनियम का उपयोग स्विच संपर्कों में किया जाता है, जहां एक पतली फिल्म वांछित स्थायित्व प्राप्त करने के लिए पर्याप्त होती है। रोडियम की तुलना में समान गुणों और कम लागत के साथ विद्युत संपर्क रूथेनियम का एक प्रमुख उपयोग है।[14][28] रूथेनियम प्लेट को विद्युत लेपन द्वारा विद्युत संपर्क और इलेक्ट्रोड आधारीय धातु पर लगाया जाता है[29] [30]लेड और बिस्मथ रूथनेट्स के साथ रूथेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग सघन फिल्म चिप  प्रतिरोधक में किया जाता है। इन दो इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में रूथेनियम की खपत का 50% हिस्सा है।

रूथेनियम प्लेटिनम समूह के बाहर धातुओं के साथ शायद ही कभी मिश्रित होता है, जहां छोटी मात्रा में कुछ गुणों में सुधार होता है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अतिरिक्त संक्षारण प्रतिरोध ने 0.1% रूथेनियम के साथ एक विशेष मिश्र धातु का विकास किया।[31] रूथेनियम का उपयोग कुछ उन्नत उच्च-तापमान एकल -क्रिस्टल अधिमिश्रातु में भी किया जाता है, जिसमें ऐसे अनुप्रयोग होते हैं जिनमें जेट इंजन में टर्बाइन शामिल होते हैं। कई निकिल आधारित मिश्रधातु रचनाओं का वर्णन किया गया है, जैसे ईपीएम102 (3% Ru के साथ),टीएमएस-162 (6% Ru के साथ), टीएमएस-138,[32] और टीएमएस-174,[33][34] बाद वाले दो में 6% रेनीयाम होता है।[35] फ़ाउंटेन पेन निब रूथेनियम मिश्र धातु के साथ अग्र रंजित की जाती है। 1944 के बाद से, पार्कर 51 फाउंटेन पेन में "RU" निब लगाया गया, एक 14 कैरेट सोने की निब पर 96.2% रूथेनियम और 3.8% इरीडियम लगा हुआ था।[36]रूथेनियम मिश्रित-धातु ऑक्साइड (MMO) एनोड का एक घटक है जिसका उपयोग भूमिगत और जलमग्न संरचनाओं के कैथोडिक संरक्षण के लिए और नमक के पानी से क्लोरीन उत्पादन जैसी प्रक्रियाओं के लिए विद्युत् अपघटनी कोशिकाओं के लिए किया जाता है।[37] कुछ रूथेनियम परिसरों की प्रतिदीप्ति ऑक्सीजन द्वारा बुझती है, ऑक्सीजन के लिए ऑप्टोड सेंसर में उपयोग किया जाता है।[38] रूथेनियम लाल ,[(NH3)5Ru-O-Ru(NH3)4-O-Ru(NH3)5]6 , एक जैविक दाग है जिसका उपयोग हल्के सूक्ष्मदर्शिकी के लिए पेक्टिन और न्यूक्लिक अम्ल जैसे पॉलीएनियोनिक अणुओं को दागने के लिए किया जाता है।रूथेनियम के बीटा-क्षयकारी आइसोटोप 106 का उपयोग मुख्य रूप से यूविया के घातक मेलानोमा में नेत्र ट्यूमर की रेडियोथेरेपी में किया जाता है।रुथेनियम-केन्द्रित परिसरों पर संभावित कैंसर रोधी गुणों के लिए शोध किया जा रहा है। प्लेटिनम  परिसरों की तुलना में, रूथेनियम जल अपघटन के लिए अधिक प्रतिरोध और ट्यूमर पर अधिक चयनात्मक कार्रवाई दिखाता है।रूथेनियम टेट्रोक्साइड  वसीय तेलों या वसा के संपर्क में वसायुक्त प्रदूषकों के साथ प्रतिक्रिया करके और भूरे/काले रूथेनियम डाइऑक्साइड वर्णक का उत्पादन करके अव्यक्त उंगलियों के निशान को उजागर करता है।

रूथेनियम कैटेलिटिक नैनोपार्टिकल्स के साथ एच मिश्र धातु साइट नैनोट्यूब आपस में जुड़े हुए हैं।[39]

इलेक्ट्रॉनिक्स-

रूथेनियम का सबसे बड़ा उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स है।[27] Ru धातु विशेष रूप से गैर-वाष्पशील है, जो कि सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में फायदेमंद है। Ru और इसके मुख्य ऑक्साइड RuO2 में तुलनात्मक विद्युत प्रतिरोधकता होती है। कॉपर को रूथेनियम पर वैद्युतलेपित किया जा सकता है,विशेष अनुप्रयोगों में बैरियर परत , ट्रांजिस्टर गेट्स और इंटरकनेक्ट शामिल हैं। [69] रुथेनियम टेट्रोक्साइड और ऑर्गनोरुथेनियम यौगिक (cy) जैसे अस्थिर परिसरों का उपयोग करके रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा Ru फिल्मों को जमा किया जा सकता है।

उत्प्रेरण -

कई रूथेनियम युक्त यौगिक उपयोगी उत्प्रेरक गुण प्रदर्शित करते हैं। उत्प्रेरक आसानी से उन में विभाजित होते हैं जो प्रतिक्रिया माध्यम, सजातीय उत्प्रेरक में घुलनशील होते हैं, और जो नहीं होते हैं,उन्हें विषम उत्प्रेरक कहा जाता है।

सजातीय उत्प्रेरक -

रूथेनियम ट्राइक्लोराइड युक्त विलयन ओलेफ़िन मेटाथिसिस के लिए अत्यधिक सक्रिय हैं। उदाहरण के लिए पोलिनोरबोर्निन के उत्पादन के लिए ऐसे उत्प्रेरकों का व्यावसायिक रूप से उपयोग किया जाता है। अच्छी तरह से परिभाषित रुथेनियम कार्बीन और अल्काइलिडीन  परिसर समान प्रतिक्रियाशीलता दिखते हैं लेकिन केवल छोटे पैमाने पर उपयोग किए जाते हैं।उदाहरण के लिए ग्रब्स उत्प्रेरक दवाओं और उन्नत सामग्रियों की तैयारी में नियोजित किए गए हैं।

RuCl3उत्प्रेरित रिंग-ओपनिंग मेटाथिसिस पोलीमराइज़ेशन रिएक्शन पोलिनोरबोर्निन देता है।
रूथेनियम कॉम्प्लेक्स स्थानांतरण हाइड्रोजनीकरण के लिए अत्यधिक सक्रिय उत्प्रेरक हैं। रयोजी नोयोरी द्वारा पेश किए गए कायरल रूथेनियम कॉम्प्लेक्स, कीटोन , एल्डिहाइड और इमाइन्स के असममित हाइड्रोजनीकरण के लिए कार्यरत एक विशिष्ट उत्प्रेरक Ru(S,S-TsDPEN) है।[40]
[RuCl(S,S-TsDPEN)(cymene)]-उत्प्रेरित (R,R)-हाइड्रोबेंज़ोइन संश्लेषण (उपज 100%, Enantiomeric अतिरिक्त >99%)
असममित हाइड्रोजनीकरण के क्षेत्र में योगदान के लिए रयोजी नोयोरी को 2001 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

विषम उत्प्रेरक -

रूथेनियम-प्रवर्तित कोबाल्ट उत्प्रेरक का उपयोग फिशर-ट्रॉप्स संश्लेषण में किया जाता है।[41]

उभरते हुए अनुप्रयोग-

दृश्यमान स्पेक्ट्रम में कुछ रूथेनियम परिसरों अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) और सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के लिए सक्रिय रूप से शोध किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, रंग-संवेदी सौर कोशिकाओं में प्रकाश अवशोषण के लिए रूथेनियम-आधारित यौगिकों का उपयोग किया गया है, जो एक आशाजनककम लागत वाली सौर सेल प्रणाली है।[42] कई रूथेनियम-आधारित ऑक्साइड बहुत ही असामान्य गुण दर्शाते हैं, जैसे क्वांटम महत्वपूर्ण बिंदु व्यवहार, [78] असाधारण अतिचालकता(इसके स्ट्रोंटियम रूथेनेट रूप में), और  उच्चतापी लौह चुंबकत्व। [80]

स्वास्थ्य प्रभाव -

रूथेनियम के स्वास्थ्य प्रभावों के बारे में बहुत कम जानकारी है[43] और लोगों के लिए रूथेनियम यौगिकों का सामना करना अपेक्षाकृत दुर्लभ है।[44] धात्विक रूथेनियम जैसे कि RuO4 रासायनिक रूप से निष्क्रिय है ।[43] | रूथेनियम ऑक्साइड (RuO4) अत्यधिक विषैले और अस्थिर होते हैं।[44]

यह भी देखें-

  • शरद ऋतु 2017 में यूरोप में हवाई रेडियोधर्मिता में वृद्धि

टिप्पणियाँ-

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    In contemporary Latin (as well as in contemporary English), Russia is usually referred to as Russia, and the name Ruthenia stands for a region in and around Zakarpattia Oblast in western Ukraine.[citation needed]

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ग्रन्थसूची-

Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.


बाहरी कड़ियाँ-

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