Úvod
Ruthenium (Ru) je vzácný, tvrdý a křehký přechodný kov. Jeho protonové číslo je 44 a v periodické tabulce se řadí do 8. skupiny, mezi drahé kovy skupiny platiny. Za běžných podmínek má stříbřitě bílý, lesklý vzhled a je mimořádně odolný vůči korozi a kyselinám. V přírodě se nenachází v ryzí formě, ale je součástí platinových rud. Získává se jako vedlejší produkt při rafinaci niklu a ostatních platinových kovů. Jeho největší naleziště se nacházejí v pohoří Ural, Severní a Jižní Americe a v Jižní Africe.
Vlastnosti
Rutenium, s chemickou značkou Ru a protonovým číslem 44, je vzácný přechodný kov patřící do skupiny platinových kovů. Vyznačuje se stříbřitě bílým vzhledem, je mimořádně tvrdé a zároveň křehké. Jeho fyzikální vlastnosti zahrnují velmi vysokou teplotu tání (2334 °C) a varu. Chemicky je extrémně odolné, nepodléhá korozi a odolává působení většiny kyselin, dokonce i lučavky královské za pokojové teploty. Tvoří sloučeniny v široké škále oxidačních stavů, od -2 až po +8, přičemž nejstabilnější jsou +3 a +4. Jeho schopnost tvořit komplexní sloučeniny je klíčová pro jeho využití.
Vznik názvu
Název prvku pochází z latinského slova „Ruthenia“, což je název pro Rus. Prvek objevil v roce 1844 baltský německý vědec Karl Ernst Claus, který působil v Rusku. Pojmenoval ho tak na počest své vlasti, Ruské říše, kde byl prvek v uralských platinových rudách nalezen.
Objev
Objev rutenia je spojen se jménem ruského chemika německého původu, Karla Ernsta Clause. V roce 1844 na univerzitě v Kazani pečlivě analyzoval zbytky po zpracování platinové rudy z pohoří Ural. Z těchto zbytků se mu podařilo izolovat nový, dosud neznámý prvek. Pojmenoval ho „ruthenium“ podle latinského slova „Ruthenia“, což je název pro Rus, čímž vyjádřil své vlastenecké cítění. Ačkoliv již dříve existovaly náznaky jeho existence od vědců jako Jędrzej Śniadecki a Gottfried Osann, byl to právě Claus, kdo jeho existenci nezvratně potvrdil a popsal jeho vlastnosti.
Výskyt v přírodě
Rutenium je jedním z nejvzácnějších prvků v zemské kůře a v přírodě se téměř nikdy nevyskytuje v ryzí formě. Nachází se téměř výhradně ve společenství s ostatními platinovými kovy v platinových, niklových a měděných rudách. Nejvýznamnější ložiska těchto rud se nacházejí v Jihoafrické republice, v pohoří Ural v Rusku a v Kanadě. Jeho získávání je složitý a nákladný proces, protože je vždy vedlejším produktem rafinace jiných kovů. Separace od ostatních drahých kovů vyžaduje komplexní vícestupňové chemické postupy, zahrnující rozpouštění, srážení a často i destilaci vysoce těkavého oxidu rutheničelého.
Využití
Ruthenium je mimořádně ceněný pro své průmyslové využití. Primárně slouží jako legující prvek pro zvýšení tvrdosti a odolnosti platiny a palladia, což se uplatňuje ve šperkařství a velmi odolných elektrických kontaktech. Jeho katalytické schopnosti jsou klíčové v chemickém průmyslu, například v procesech syntézy amoniaku nebo v pokročilé organické chemii. Nachází uplatnění také v moderní elektronice při výrobě pevných disků a rezistorů. V přírodě je jeho role minimální kvůli extrémní vzácnosti. Nevytváří biologické cykly a jeho přirozený výskyt je omezen na ryzí formu nebo slitiny v platinových rudách.
Sloučeniny
Člověkem vytvořené sloučeniny ruthenia mají specializované využití. Oxid rutheničitý (RuO₂) je stabilní a používá se jako povlak elektrod v chemickém průmyslu nebo v rezistorech. Naopak oxid rutheničelý (RuO₄) je vysoce toxická a těkavá látka, která slouží jako kontrastní činidlo v elektronové mikroskopii. Vědci syntetizují složité organokovové komplexy, které fungují jako vysoce účinné katalyzátory nebo jsou testovány jako potenciální protinádorová léčiva. V přírodě se komplexní sloučeniny ruthenia nevyskytují. Vzácně se nachází ve formě jednoduchého sulfidu, minerálu lauritu (RuS₂), nebo jako součást přírodních slitin.
Zajímavosti
Ruthenium je chemicky mimořádně všestranné, dokáže existovat v devíti různých oxidačních stavech, od -2 až po +8. Jeho jedinečné katalytické vlastnosti v organické syntéze, konkrétně v oblasti metateze olefinů, vedly k udělení Nobelovy ceny za chemii v roce 2005. V moderních technologiích hraje klíčovou roli tenká vrstva ruthenia v pevných discích, která umožnila dramatické zvýšení hustoty záznamu dat. Je jedním z vůbec nejvzácnějších stabilních prvků v zemské kůře. Jeho oxid rutheničelý je extrémně jedovatý a zanechává na pokožce a površích trvalé černé skvrny.
