Ruthenium, ký hiệu Ru, có số hiệu nguyên tử 44 và thuộc nhóm 8, chu kỳ 5. Nguyên tử có cấu hình [Kr]4d75s1.
Ruthenium, ký hiệu Ru, có số hiệu nguyên tử 44 và thuộc nhóm 8, chu kỳ 5. Nguyên tử có cấu hình [Kr]4d75s1. Ruthenium được xếp trong nhóm kim loại platinum, nhưng tên nhóm không có nghĩa mọi thành viên giống nhau về độ bền hóa học hoặc hoạt tính xúc tác. Điểm đáng chú ý của Ru là khả năng tham gia nhiều cấu trúc vật liệu và phức chất với những chức năng khác nhau.
Nhận xét một kim loại bền trong môi trường thường không đồng nghĩa mọi hợp chất của nó đều ít phản ứng. Ruthenium có nhiều trạng thái oxi hóa và có thể tạo những oxide, phức chất hoặc pha kim loại khác nhau. Trong mỗi trường hợp, dạng tồn tại quyết định khả năng tương tác với chất phản ứng.
Vì vậy, gọi một hệ là xúc tác ruthenium chưa cung cấp đủ thông tin. Cần biết Ru nằm trên chất mang hay trong phức hòa tan, có phối tử nào và được vận hành trong môi trường gì. Cùng chứa một nguyên tố không bảo đảm các hệ có cùng độ chọn lọc, tốc độ hoặc độ bền.
Một số phức ruthenium giữ vai trò quan trọng trong phản ứng hoán vị olefin, nơi các đoạn liên quan liên kết đôi được tái tổ chức. Phản ứng có ý nghĩa trong tổng hợp phân tử và polymer. Vai trò xúc tác thuộc một cấu trúc phối trí xác định, không phải bất kỳ muối Ru nào cũng có thể được thay vào và cho cùng kết quả.
Phối tử điều chỉnh môi trường điện tử và không gian quanh tâm kim loại. Thay đổi cấu trúc có thể tác động khả năng khởi động, độ bền và phạm vi chất nền. Đây là ví dụ điển hình cho việc hóa học kim loại chuyển tiếp cần được mô tả ở cấp phân tử, vượt xa danh sách số oxi hóa của nguyên tố.
Những hệ oxide chứa ruthenium được sử dụng trên bề mặt điện cực trong các công nghệ điện hóa thích hợp. Chức năng của lớp phủ liên quan khả năng dẫn điện, phản ứng bề mặt và độ bền trong điện ly. Kim loại nền, độ bám và tổ chức lớp phủ góp phần quyết định tuổi thọ của điện cực thực.
Một lớp oxide có hoạt tính cao chưa chắc là lựa chọn tốt nhất nếu hòa tan hoặc biến đổi nhanh trong môi trường vận hành. Khi so sánh chất xúc tác điện hóa, cần cùng điều kiện đo và tiêu chí độ bền. Chỉ nêu dòng điện tức thời hoặc tổng lượng Ru có thể bỏ qua những giới hạn quan trọng của vật liệu.
Ruthenium có thể được thêm vào những hệ platinum hoặc palladium để điều chỉnh đặc tính cơ học của hợp kim. Khả năng chống mài mòn hoặc làm việc tại tiếp điểm phụ thuộc tổ chức vật liệu và trạng thái bề mặt. Lợi ích của lượng nhỏ nguyên tố hợp kim không được hiểu như sự cộng trực tiếp các tính chất của kim loại tinh khiết.
Đối với tiếp điểm điện, điện trở tiếp xúc và mức phát nhiệt còn phụ thuộc lực ép, độ sạch và sự biến đổi trong quá trình đóng ngắt. Một hợp kim cứng không đương nhiên tạo tiếp điểm tốt trong mọi thiết bị. Yêu cầu sử dụng phải được xác lập trước khi lựa chọn thành phần và phương pháp chế tạo.
Những phức ruthenium thích hợp có thể hấp thụ ánh sáng và tham gia chuyển điện tích trong các hệ quang hóa. Bước hấp thụ đầu tiên không đồng nghĩa toàn bộ năng lượng đã chuyển thành điện hoặc sản phẩm hữu ích. Trạng thái kích thích còn có thể mất năng lượng qua nhiều con đường cạnh tranh.
Ruthenium thường được thu hồi cùng các kim loại khác trong chuỗi tinh luyện nguồn khoáng phù hợp. Phân tách cần khai thác khác biệt hóa học giữa các thành phần. Khi thao tác hợp chất, không nên suy mức nguy hại từ vẻ bền của kim loại: một số oxide ở trạng thái oxi hóa cao có tính oxi hóa và yêu cầu kiểm soát rất khác vật liệu khối.
