Elemento químico · metal de transición
Rutenio
Se usa en contactos eléctricos, aleaciones y como catalizador en procesos industriales.
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 es uno de los metales más raros en la corteza terrestre, con una abundancia similar a la del platino, lo que lo hace valioso para aplicaciones específicas.
-
A pesar de su rareza, el rutenio se encuentra en pequeñas cantidades en los minerales de platino, lo que facilita su extracción junto a otros metales preciosos.
-
El rutenio se utiliza en la fabricación de discos duros de alta capacidad, donde su presencia mejora la eficiencia de almacenamiento de datos.
El rutenio en la tabla periódica
- Tipo: metal de transición.
- Grupo: grupo 8 (metales de transición).
- Periodo: 5.
- Bloque: D (el último electrón se aloja en un orbital de tipo d).
- Valencia principal: +8.
Compara con el resto de metales de transición o con los elementos del periodo 5.