루테늄(ruthenium)

[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.

원소기호 Ru, 원자번호 44, 원자량 101.07±2, 안정핵종 존재비 96Ru=5.46%, 98Ru= 1.87%, 99Ru = 12.63%, 100Ru = 12.53%, 101Ru = 17.02%, 102Ru = 31.6%, 104Ru= 18.87%, 녹는점 2,234℃, 끓는점 4150℃, 비중 12.41(20℃), 전자배치[Kr] 4d75s1, 주요 산화수 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.
주기율표 8족에 속하는 백금족 원소의 하나. 1828년 러시아의 G. W. 오산이 우랄지방의 백금 광물 속에서 발견했다. 이것은 후에 같은 러시아의 K. K. 클라우스에 의해 불순한 산화물인 것이 확인되어 이리도스민(오스뮴과 이리듐의 합금으로 천연으로 산출된다)으로부터 순수한 금속이 단리되었다. 지각 속의 존재량은 적다.

[성질] 백색의 단단한 금속이다. 분말로 되기 쉽고 분말은 회흑색으로 육방정계 또는 등축정계이다. 공기 중에 가열하면 표면이 산화되어 흑색이 된다. 산소 속에서 분말을 가열하면 산화루테늄(Ⅲ) (RuO2)가 되지만 일부는 산화루테늄(Ⅶ) (RuO4)가 되어 휘발한다. 플루오린과는 약 360℃에서 반응하여 플루오린화물([RuF6]4)이 되고, 염소와는 약 400℃에서 반응하여 염화루테늄(Ⅲ) (RuCL3)이 된다.

[제법] 이리도스민으로부터의 분리는 산화하면 휘발성이 높은 산화루테늄(Ⅶ) (RuO4)이 되는 것을 이용한다. 현재로는 니켈이나 구리의 황화광물에서 빼낸 조(粗)니켈·조동 등을 전해정련하여 얻은 양극 찌꺼기가 백금족원소를 함유하므로 이것을 주원료로 하는 경우가 많다. 이것을 뜨거운 왕수로 처리하면, 백금·팔라듐 클로로착물이 되어 녹고, 루테늄은 로듐·오스뮴·이리듐과 함께 남는다. 이것에 산화제를 가하여 알칼리 융해하면 루테늄은 루테늄산염, 오스뮴은 오스뮴산염이 되어 수용성이 된다. 이것에 의해 다른 것과 분리하고 수용액을 알코올로 환원하면, 루테늄만 RuO2·nH2O로 침전되어 분리된다. 이것은 (NH4)3[RuCI6]이 되고, 수소기류 속에서 환원하면 분말루테늄을 얻는다.

[용도] 다른 백금족원소, 특히 백금이나 팔라듐의 경화제(硬化劑)로 쓰인다. 분말 또는 콜로이드는 각종 촉매제로 쓰인다. 팔라듐 4.5% 루테늄합금은 장식용, 백금 10% 루테늄합금은 장식용·전기접점(電氣接點) 재료로 사용된다.