مفهوم الروثينيوم
الروثينيوم: هو عنصر من العناصر الكيميائيّة، ورمزه الكيميائيّ هو”Ru”، وعدد الذريّ يساوي”44″ يقع في الجدول الدوريّ ضمن عناصر المجموعة الثامنة والدورة الخامسة، ويتبع في تصنيفه إلى الفلزات الانتقالية.
يُعتبر هذا العنصر من العناصر نادرة الانتشار على سطح الأرض، إضافةً لكونه ينتمي إلى مجموعة البلاتين (وهي مجموعة تحتوي على ستة عناصر معدنيّة أساسية وهي: الروثينيوم، الروديوم، البلاديوم، الأوزميوم، إضافةً إلى الإيريديوم والبلاتين، حيث تكون جميع هذه العناصر فلزات انتقالية.
يُعدّ الروثينيوم من عناصر مجموعة البلاتين الخامل كيميائيًّا، حيث إنَّه ليس لهُ أي نشاط كيميائيّ، كما أنّه لا يرتبط مع أي عنصر آخر، ولذلك يتم العثور عليه وبكميّات قليلة في الطبيعة باعتباره واحد من المُكوّنات البسيطة التي تدخل في تكوين خام البلاتين، إضافةً إلى ذلك فإنّ معدل إنتاجه مُنخفض جداً مُقارنةً بباقي العناصر.
يعود هذا العنصر في تسميته إلى واحدة من المناطق التاريخية الاثرية الموجودة في روسيا والتي تضم في وقتنا الحاضر كل من أوكرانيا وبولندا إضافةً إلى منطقة سولفاكيا الموجودة في أوروبا.
كيفية إنتاج الروثينيوم
إنّ عملية الحصول على هذا العنصر تكون كغيرها من العناصر، فقد يتم إنتاجه بفعل عمليات التعدين التي تحدث لكل من فلزات النحاسوالنيكل، إضافةً إلى ذلك فمن المُمكن أن يتم العثور عليه أثناء عمليات المُعالجة التي تحدث لجميع الفلزات الموجودة في مجموعة البلاتين.
هذا وقد ترتبط عناصر مجموعة البلاتين خاصةً الروثينيوم والروديوم والإريديوم مع مجموعة من العناصر النبيلة وغير النبيلة الأمر الذي يتطلَّب فصلها عن بعضها بعضاً للحصول عليها نقيّةً وذلك من خلال وضع هذه العناصر في كمّيَّة كافية من المياه الصافية.
بعد وضع تلك العناصر في المياه لفترة زمنية مُحددة تبدأ عملية الانحلال ليتمَّ الحصول على الروثينيوم بصورةٍ مُنفردة وعلى شكل أملاح، هذا وقد يتمّ استخدام الهيدروجين في عملية الإنتاج هذه باعتباره عامل يساعد على اختزال الروثينيوم؛ الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى إنتاج مسحوق من هذا العنصر.
كما يمكن أن يتم إنتاج هذا العنصر من عملية انشطار اليورانيوم؛ ممَّا يعني أنّ جميع الكمّيّات التي نتجت بفعل عملية الانشطار هذه، وتحتوي على كميّات كبيرة من المعادن خاصةً البلاتينية.
وفرة الروثينيوم
عنصر الروثينيوم من العناصر نادرة الوجود والوفرة في الطبيعة، حيث إنّه يحتلّ المرتبة”74″ من ناحية وفرته على سطح القشرة الأرضية، كما أنّ وجوده يرتبط بشكلٍ دائم مع عنصر البلاتين.
هذا وقد يتم الحصول على الروثينيوم في أماكن ومناطق مُتنوعة في العالم، حيث إنّه يتواجد في جبال الأورال إضافةً إلى وجوده بشكلٍ خاص في نهر مياس الموجود في روسيا، كما أنّه يتواجد في كلّ من اليابان وكاليفورنيا.
كما أنّ هناك نسب قليلة من الروثينيوم ويتمّ العثور عليها في معدن البنتلانديت إضافةً إلى وجوده في صخور البيروكسيت الموجودة في جنوب إفريقيا.
استخدامات الروثينيوم
- يدخل إلى جانب كل من روتينات الرصاص والبزموت في عمليّات صناعة وإنتاج العديد من المُقاومات حيث تمتاز هذه المقاومات بغشائها السميك.
- يتم استخدام هذا العنصر في صناعة العديد من السبائك خاصةً السبائك البلاتينية.
- يدخل وبشكلٍ كبير في صكِّ العُملات المعدنيّة إضافةً إلى دخولهِ في صناعة العديد من اللوحات والميداليات الأثرية.
- يدخل الروثينيوم في صناعة خلائط كل من البلاتينيوم والبلاديوم حتى يتم إنتاج وصلات كهربائية لها القدرة على مقاومة الاهتراء.
- يتم استخدام كميّات قليلة من هذا العنصر في عمليات تصنيع المجوهرات كونه يعمل على زيادة ثباتية الذهب.
- يتم استخدامه في تركيب مجموعة من المعادن المختلطة، والتي يتم استخدامها في عمليات التأريض والحفر.
- يدخل الروثينوم في تركيب حساسات ضوئية؛ لكونه يحتوي على كميات من الأكسجين.
- يدخل الروثينيوم في عمليات التلوين الحيوي.
- يتم استخدام إحدى نظائر الروثينيوم في علاج انتفاخ وأورام العين.
- يمكن استخدام الروثينيوم في عمليات صنع الأمونياك والذي يتكوّن من الهيدروحين والنيتروجين.
خصائص الروثينيوم
- يمتاز الروثينيوم بصلابته وقساوته.
- يظهر باللون الأبيض المُتميّز.
- مُتعدد التكافؤ.
- له كثافة عالية نوعاً ما.
- يُعتبر الروثينيوم ثاني أخف العناصر الواقعة في مجموعة البلاتين.
- قابل للانصهار والغليان عند درجات حرارة معينة.
- يمتاز بموصليته العالية خاصةً عندما تصل درجات الحرارة إلى الصفر المطلق.
- له بُنيةً بلورية تتبع للنظام البلوري السداسي.
- يحتوي الروثينيوم في مداره الأخير على إلكترون واحد فقط.
- يُعتبر الروثينيوم واحداً من الفلزات النبيلة.
- يمتاز ببريقه العالي الذي لا يمكن أن يفقده في حال بقيت درجات الحرارة ثابتة على معدلها الطبيعي.
- يمتاز الروثينيوم بقدرته على التفاعل مع الأكسجين؛ الأمر الذي يؤدي إلى تكوين أكسيد الروثينيوم الثماني.
- قابل للذوبان خاصةً عند وضعه في مصهور القلويات.
- سريع التأكسد.
- يتفاعل الروثينيوم مع الهالوجينات ممَّا يجعله سريع التآكل.
- يمكن طلي الروثينيوم إمّا بواسطة الطلي الكهربائيّ أو من خلال التفكُّك الحراري.
- يمتاز الروثينوم بسعرهِ المُنخفض ومتانتهِ العالية.
نظائر الروثينيوم
يحتوي الروثينيوم على ما يقارب سبعة نظائر مُستقرة إضافةً إلى احتوائه على حوالي”34″ نظيراً مُشعّاً تم اكتشافها حديثاً، حيث يُعتبر كل من نظير الروثينيوم”106، 103، 97″ من أكثر النظائر استقراراً، ولكلّ من هذه النظائر نصف عمر مُحدّد يقدّر بالأيام، في حين يُعتبر النظير”102″ أكثر النظائر وفرةً وتواجداً على سطح الأرض.
في حين أنّ هناك مجموعة أخرى من نظائر الروثينيوم تتفاوت في عمرها النصفيّ الذي يتراوح ما بين الثواني والساعات، كما أنّ هناك عدد من النظائر المُشعَّة والتي تختلف في وزنها الذريّ.
