روثينيوم (Ru)

الاكتشاف والتاريخ

تاريخ الاكتشاف: 1844 · Karl Ernst Claus

يعتقد أن استخدام البلاتين وعناصر مجموعة البلاتين، قد استخدم لمدة طويلة من قبل سكان أمريكا الأصليين قبل وصول كولومبوس. كما استخدمه الكيميائيون الأوروبيون في منتصف القرن السادس عشر، إلا أن تعريف البلاتين كعنصر نقي استغرق حتى منتصف القرن الثامن عشر. أما باقي عناصر مجموعة البلاتين فقد استغرق اكتشافها حتى العقود الأولى من القرن التاسع عشر. إن وجود البلاتين في رمال الأنهار الروسية أدى إلى الحصول عليها كمواد خام واستخدامها في لوحات وميداليات وسك عملات معدنية من الروبل بدءا من عام 1828. وكانت مخلفات إنتاج البلاتين في سك النقود متوفرة في الإمبراطورية الروسية، ولذلك تمت دراسة عناصر مجموعة البلاتين في دول أوروبا الشرقية. من المحتمل أن يكون الكيميائي البولندي يندري شنياديسكي قد عزل العنصر 44 (والذي أراد تسميته بـ "vestium" نسبة إلى الكويكب فيستا حديث الاكتشاف في تلك الآونة) من خامات البلاتين في عام1807. وقد نشر اكتشافه في اللغة البولندية في 1808، لكنه لم يؤكد وسحب ادعاءه للاكتشاف في وقت لاحق. قارب ك

الاستخدامات والتطبيقات

يتميز الروثينيوم بأنه يزيد من قساوة البلاتينيوم والبلاديوم، لذلك يدخل في تركيب خلائط البلاتينيوم والبلاديوم من أجل صنع وصلات كهربائية مقاومة للاهتراء. يتم في هذه التطبيق طلي طبقة رقيقة من أجل الحصول على المقاومة المطلوبة وذلك بواسطة عملية الطلي الكهربائي أو بالبرش المهبطي. وبسبب سعره المنخفض مقارنة بالروديوم، وبسبب متانته مقارنة مع وصلات الذهب المطلية بالكوبالت، يعتبر استخدامه في الوصلات الكهربائية أحد أهم التطبيقات له. يستخدم ثنائي أكسيد الروثينيوم وروثينات الرصاص بالإضافة إلى روثينات البزموت ، وخاصة الأخيرة التي لها بنية البيروفسكيت Perovskite، في تركيب المقاومات ذات الغشاء السميك. يشكل هذان التطبيقان (طلي الوصلات الكهربائية وتركيب المقاومات) حوالي 50% من استهلاك الروثينيوم العالمي.. يستخدم الروثينيوم بكميات صغيرة دائماً في السبائك لتحسين خصائص معينة من هذه السبائك. ومن الأمثلة على ذلك استخدام كميات صغيرة من الروثينيوم لزيادة ثباتية الذهب في عمليات تصنيع المجوهرات. كما يظهر تأثير مفيد

النظائر

يوجد في الطبيعة سبعة نظائر مستقرة للروثينيوم، إضافة إلى وجود 34 نظير مشع مكتشف. من بين هذه النظائر الإشعاعية، تعد النظائر التالية نسبياً الأكثر استقراراً وهي 106Ru بنصف عمر إشعاعي يصل إلى 373.59 يوم و103Ru بنصف عمر 39.26 يوم و97Ru بنصف عمر 2.9 يوم. بالمقابل فإن هناك نظائر مشعة أخرى للروثينيوم لها عمر نصف يتراوح مجاله بين عدة ميلي ثوان إلى بضع ساعات. فهنالك خمسة عشر نظير مشع آخر لها أوزان ذرية تتراوح ما بين 89.93 u للنظير 90Ru إلى 114.928 u لـ 115Ru، ومعظمها لا يتجاوز عمر نصف المادة المشعة فيها خمس دقائق باستثناء 95Ru الذي يملك نصف عمر 1.643 ساعة و105Ru الذي يملك نصف عمر 4.44 ساعة. يعتبر اصطياد الإلكترون هو نظام الاضمحلال الأساسي للنظير 102Ru وهو النظير الأكثر وفرة، وبعد ذلك يكون الاضمحلال من النمط بيتا. أما ناتج الاضمحلال الأساسي قبل 102Ru فهو التكنيشيوم وبعده يكون الروديوم. أما بالنسبة لوفرة النظائر، فالنظير 102Ru هو الأكثر وفرة بنسبة تصل إلى 31.6 % من التوزع الطبيعي لنظائر عنصر الروثين