루테늄

요약 주기율표 8족 5주기에 속하는 전이금속으로 원소기호 Ru, 원자량 101.07g/mol, 녹는점 2334℃, 끓는점 4150℃, 밀도 12.45g/cm3이다. 은회색의 희유금속 원소로 백금처럼 보이나 백금보다 단단하면서도 잘 부서진다. 백금과 팔라듐의 경도를 증가시키는 합금제로 쓰인다.

주기율표(루테늄)

원소기호	Ru
원자번호	44
화학계열	전이금속
원자량	101.07 g/mol
전자배열	[Kr] 4d7 5s1
상태	고체
밀도	12.45 g/cm3
녹는점	2334℃
끓는점	4150℃
융해열	38.59kJ/mol
기화열	619kJ/mol
비열용량	24.06J/mol·K(25℃)
전기음성도	2.3 (Pauling scale)
산화수	+3. +4 (약한 산성 산화물)

역사

1828년 러시아의 화학자 고트프리트 W.오산이 발견한 것으로 러시아를 의미하는 라틴어인 ‘Ruthenia’를 따서 명명하였으며, 같은 러시아의 화학자 K.K.클라우스가 1844년에 자연백금을 처리한 잔류물에서 처음으로 순수한 원소를 분리하였다.

루테늄, Ru

루테늄은 백금족원소 중에서도 가장 희귀하며, 지구상에는 아주 소량 존재한다. 보통 이리도스민 등에 다른 백금족원소와 함께 소량 존재한다. 클라크수 제73위이다.

광택이 나는 은백색 금속으로 단단하면서도 잘 부스러지며 굳기는 6.5이다. 팔라듐과 마찬가지로 다량의 기체를 흡수하는 성질이 있다. 공기 또는 산소 속에서 가열하면 산화하여 청색 산화루테늄 RuO₂가 되고, 일부는 RuO₄로서 휘발한다. 산화루테늄은 여름철 기온에서 녹아 버릴 만큼 녹는점이 낮으며, 상온에서도 휘발성이 강하여 오존과 같은 자극성 냄새를 풍긴다. 녹는점이 높고 화학적으로 안정하여 100℃ 이하에서는 왕수(王水)에도 녹지 않는다. 수산화칼륨과 질산칼륨의 혼합물을 가열하면 부식한다. 과량의 플루오린 분자와 반응하여 플루오르화루테늄(RuF6)을, 염소기체와 반응하여 염화루테늄(RuCl3)를 형성한다. 주요 산화수는 +2가와 +3가이다.

천연동위원소로  ⁹⁶Ru(5.52%), ⁹⁸Ru(1.88%), ⁹⁹Ru(12.7%), ¹⁰⁰Ru(12.6%), ¹⁰¹Ru(17.0%), ¹⁰²Ru(31.6%), ¹⁰⁴Ru (18.7%)가 존재한다.

제조법

이리도스민에서 분리시키면 얻을 수 있는데, 분리시킬 때는 산화생성물 RuO₄의 휘발성을 이용한다. 니켈·구리 등의 전기분해 제련시에 생기는 양극(陽極)찌꺼기 속에서 다른 백금족원소와 함께 추출된다.

루테늄의 용도

루테늄은 주로 다른 백금족 원소의 경도를 높이는 경화제(硬化劑)로 사용된다. 팔라듐·루테늄합금은 장식용, 백금·루테늄합금은 장식용·전기접점(電氣接點) 재료용으로 사용된다. 오스뮴·로듐과의 합금은 펜촉 등에 사용되기도 한다.

루테늄화합물은 일산화탄소를 수소화하여 고분자량(高分子量)의 파라핀을 제조하는 촉매(觸媒)로 사용되고, 루테늄산 등 화합물은 현미경 검사 때 염료에 염색이 잘 안되는 근육 등 생물조직을 염색하는 데 쓰인다.