44 Ru 101.07

Elemento químico · metal de transición

Rutenio

Se usa en contactos eléctricos, aleaciones y como catalizador en procesos industriales.

Z = 44 Grupo 8 Periodo 5 Bloque d sólido Valencia +8

Propiedades rápidas

Nº atómico
44
Peso atómico
101.07
Grupo
8
Periodo
5
Estado
sólido
Bloque
D
Valencia
+8
Tipo
metal de transición

Qué es el rutenio

El rutenio es un metal de transición que destaca por su dureza y resistencia a la corrosión. Aunque es menos conocido que otros metales de su grupo, es fundamental en la industria moderna. Como curiosidad, a pesar de su rareza, se encuentra en pequeñas cantidades en los minerales de platino, lo que lo hace valioso para aplicaciones específicas.

Para qué sirve el rutenio

Catalizador industrial

El rutenio se utiliza como catalizador en la industria química, especialmente en la producción de amoníaco y en procesos de hidrogenación. Su capacidad para acelerar reacciones químicas lo hace indispensable en la fabricación de productos químicos a gran escala.

Electrónica avanzada

En el ámbito tecnológico, el rutenio se emplea en la fabricación de contactos eléctricos y resistencias, gracias a su excelente conductividad y resistencia al desgaste. Esto mejora la durabilidad de dispositivos electrónicos.

Aleaciones de platino

El rutenio se añade a las aleaciones de platino para aumentar su dureza y resistencia a la corrosión. Estas aleaciones se utilizan en joyería y en componentes de motores de aviones, donde se requiere una alta resistencia.

Medicina

En el campo médico, compuestos de rutenio se investigan como potenciales agentes anticancerígenos, debido a su capacidad para interactuar con el ADN de células cancerosas, ofreciendo una alternativa a los tratamientos tradicionales.

Datos del rutenio

Número atómico (Z)
44
Peso atómico relativo
101,07
Punto de fusión
2334 °C
Punto de ebullición
4150 °C
Densidad
12,45 g/cm³
Electronegatividad (Pauling)
2,2
Radio atómico
134 pm
Energía de 1ª ionización
710,2 kJ/mol
Afinidad electrónica
101,3 kJ/mol
Dureza (Mohs)
6,5
Estructura cristalina
hexagonal compacta (HCP)
Color / aspecto
blanco-plateado brillante muy duro
Origen del nombre
del latín «Ruthenia» (Rutenia, antigua región eslava de Europa oriental, hoy Rusia/Ucrania)
Descubrimiento
1844 · Karl Ernst Claus (Rusia)

El peso atómico relativo no lleva unidades. El valor mostrado está redondeado para consulta; algunos elementos presentan un intervalo según su composición isotópica. Consulta los valores y notas de CIAAW.

Propiedades del rutenio

Propiedades físicas

El rutenio es un metal blanco plateado, con una densidad de aproximadamente 12.45 g/cm³. Tiene un punto de fusión elevado, alrededor de 2334 °C, y un punto de ebullición de 4150 °C. Es un buen conductor de electricidad y presenta una gran dureza, similar a la del platino.

Propiedades químicas

Químicamente, el rutenio es relativamente inerte, pero puede reaccionar con halógenos y ácidos fuertes. Sus estados de oxidación más comunes son +2, +3 y +4. No se oxida fácilmente a temperatura ambiente, lo que lo hace resistente a la corrosión. Sin embargo, puede ser peligroso en polvo fino, ya que es inflamable.

Configuración electrónica

La configuración electrónica abreviada del rutenio es:

[Kr] 4d⁷ 5s¹

En notación desarrollada completa:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 4d⁷ 5s¹

Esta configuración corresponde al átomo neutro, con 44 electrones. Las reglas de Aufbau, Hund y Pauli ayudan a interpretarla, aunque el orden de llenado simplificado tiene excepciones. Los electrones de valencia participan en el enlace; en los metales de transición también pueden intervenir electrones de subniveles d de un nivel interior.

Estados de oxidación y valencias del rutenio

Estado Ejemplo(s) Frecuencia
0 Ru₃(CO)₁₂ (organometálicos) común en catálisis
+2 [Ru(NH₃)₆]²⁺, complejos polipiridílicos (rojo intenso) común
+3 RuCl₃, Ru(NH₃)₆³⁺ común
+4 RuO₂, Cl₂[Ru(bpy)₂Cl] común
+6 Na₂RuO₄ raro
+7 KRuO₄ (perrutenato) raro
+8 RuO₄ (oxidante extremo, similar a OsO₄) raro

Si lo que necesitas es formular, en la página de las valencias del rutenio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto , la nomenclatura de cada uno y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.

Historia del rutenio

El rutenio fue descubierto en 1844 por el químico ruso Karl Ernst Claus en la Universidad de Kazán. Claus lo aisló a partir de residuos de platino de los montes Urales. El nombre 'rutenio' proviene de 'Ruthenia', el nombre latino de Rusia, en honor a la región donde se encontró. Este descubrimiento fue importante para la química de los metales del grupo del platino, ampliando el conocimiento sobre estos elementos raros.

Compuestos habituales

Fórmula Nombre Descripción
RuO2 Dióxido de rutenio Utilizado en resistencias eléctricas y como catalizador en procesos químicos.
RuCl3 Cloruro de rutenio(III) Se emplea en la síntesis de otros compuestos de rutenio y en la investigación de nuevos materiales.
K2RuO4 Rutenato de potasio Un compuesto utilizado en estudios de química inorgánica y catálisis.

Dónde se encuentra el rutenio

El rutenio se encuentra principalmente en minerales de platino, como la pentlandita y la pirrotita, en regiones como los montes Urales y Sudáfrica. Su extracción suele realizarse como subproducto del refinado de platino y níquel. En el universo, se forma en procesos de nucleosíntesis estelar, pero es extremadamente raro en la corteza terrestre.

Isótopos del rutenio

Isótopo Masa Abundancia Vida media
Ru-96 95,90759 u 5,54 % estable
Ru-98 97,90529 u 1,87 % estable
Ru-99 98,90593 u 12,76 % estable
Ru-100 99,90422 u 12,60 % estable
Ru-101 100,90558 u 17,06 % estable
Ru-102 101,90435 u 31,55 % estable
Ru-104 103,90543 u 18,62 % estable

Curiosidades sobre el rutenio

El rutenio en la tabla periódica

Compara con el resto de metales de transición o con los elementos del periodo 5.

Otros elementos del grupo 8 (metales de transición)

Otros elementos del periodo 5

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es el número atómico del rutenio?
El rutenio tiene número atómico Z = 44 (es decir, 44 protones en el núcleo). Su masa atómica relativa es 101,07 u. Pertenece al grupo 8 del periodo 5.
¿Cuál es la configuración electrónica del rutenio?
La configuración electrónica abreviada del rutenio es [Kr] 4d⁷ 5s¹ (anomalía). Pertenece al bloque d de la tabla periódica.
¿Qué valencias tiene el rutenio?
El rutenio presenta los estados de oxidación: +2, +3, +4 (principales); también 0, +6, +7, +8. Consulta la tabla de estados de oxidación más arriba para ver ejemplos concretos en cada estado.
¿Cuál es el punto de fusión del rutenio?
El rutenio funde a 2334 °C y hierve a 4150 °C a presión atmosférica estándar. A temperatura ambiente se encuentra en estado sólido.
¿Cuál es la densidad del rutenio?
La densidad del rutenio es 12,45 g/cm³. Consulta la tabla de datos más arriba para todas las constantes físicas.
¿En qué grupo y periodo está el rutenio?
El rutenio está en el grupo 8 y periodo 5, bloque d de la tabla periódica.
¿Dónde se encuentra el rutenio?
En la naturaleza el rutenio aparece extremadamente raro (~0,001 ppm); subproducto del refinado de Pt-Pd (metales del grupo del platino). Sudáfrica concentra la producción mundial.
¿Para qué se usa el rutenio?
Los usos principales del rutenio son: endurecedor de aleaciones de platino y paladio (joyería, contactos eléctricos), catalizadores en química orgánica (metátesis de olefinas, premio Nobel 2005 a Grubbs), recubrimientos de discos duros (HDD), células solares de Grätzel sensibilizadas con Ru, electrodos de plasma.
¿Quién descubrió el rutenio?
El rutenio fue descubierto en 1844 por Karl Ernst Claus.