Ruteniumföreningar
Övergångsmetallen rutenium bildar flera föreningar, med oxidationstillstånd för rutenium från 0 till +8 och -2 . Egenskaperna hos rutenium- och osmiumföreningar är ofta likartade. Tillstånden +2, +3 och +4 är de vanligaste. Den vanligaste prekursorn är ruteniumtriklorid , en röd fast substans som är dåligt definierad kemiskt men mångsidig syntetiskt.
Oxider och kalkogenider
Rutenium kan oxideras till rutenium(IV)oxid (RuO 2 , oxidationstillstånd +4), som i sin tur kan oxideras av natriummetaperjodat till den flyktiga gula tetraedriska ruteniumtetroxiden RuO 4 , ett aggressivt, starkt oxidationsmedel med struktur och egenskaper analoga med osmiumtetroxid . RuO 4 används mest som mellanprodukt vid rening av rutenium från malmer och radioavfall.
Dikaliumrutenat ( K2RuO4 , +6) och kaliumperruthenat (KRuO4, +7 ) är också kända . Till skillnad från osmiumtetroxid är ruteniumtetroxid mindre stabil, är tillräckligt stark som oxidationsmedel för att oxidera utspädd saltsyra och organiska lösningsmedel som etanol vid rumstemperatur och reduceras lätt till rutenat ( RuO
2− 4 ) i vattenhaltiga alkaliska lösningar; den sönderdelas och bildar dioxiden över 100 °C. Till skillnad från järn men som osmium bildar rutenium inte oxider i sina lägre +2 och +3 oxidationstillstånd. Ruthenium bildar di kalkogenider , som är diamagnetiska halvledare som kristalliserar i pyritstrukturen . Rutheniumsulfid (RuS 2 ) förekommer naturligt som mineralet laurit .
Liksom järn bildar rutenium inte lätt oxoanjoner och föredrar att uppnå höga koordinationstal med hydroxidjoner istället. Ruteniumtetroxid reduceras av kall utspädd kaliumhydroxid för att bilda svart kaliumperrutenat, KRuO 4 , med rutenium i +7 oxidationstillstånd. Kaliumperrutenat kan också framställas genom att oxidera kaliumrutenat, K 2 RuO 4 , med klorgas. Perrutenatjonen är instabil och reduceras av vatten för att bilda orangerutenatet. Kaliumrutenat kan syntetiseras genom att ruteniummetall reageras med smält kaliumhydroxid och kaliumnitrat .
Vissa blandade oxider är också kända, såsom M II Ru IV O 3 , Na 3 Ru V O 4 , Na
2 Ru
V 2 O
7 och M
II 2 Ln III
Ru V
O
6 .
Halider och oxyhalider
Den högsta kända ruteniumhalogeniden är hexafluoriden , ett mörkbrunt fast ämne som smälter vid 54 °C. Det hydrolyserar häftigt vid kontakt med vatten och disproportioneras lätt för att bilda en blandning av lägre ruteniumfluorider, vilket frigör fluorgas. Rutheniumpentafluorid är en tetramer mörkgrön fast substans som också lätt hydrolyseras och smälter vid 86,5 °C. Den gula ruteniumtetrafluoriden är troligen också polymer och kan bildas genom att reducera pentafluoriden med jod . Bland de binära föreningarna av rutenium är dessa höga oxidationstillstånd kända endast i oxiderna och fluoriderna.
Triklorid
Rutheniumtriklorid är en välkänd förening, som finns i en svart α-form och en mörkbrun β-form: trihydratet är rött. Av de kända trihalogeniderna är trifluorid mörkbrun och sönderdelas över 650 °C, tribromid är mörkbrun och sönderdelas över 400 °C, och trijodid är svart. Av dihalogeniderna är difluorid inte känd, diklorid är brun, dibromid är svart och dijodid är blå. Den enda kända oxihalogeniden är den ljusgröna rutenium(VI)oxifluoriden, RuOF 4 .
Koordination och organometalliska komplex
ruthenium(II)-chloride-powder.jpg)
Ruthenium bildar en mängd olika koordinationskomplex. Exempel är de många pentaaminderivaten [Ru(NH 3 ) 5 L] n+ som ofta finns för både Ru(II) och Ru(III). Derivat av bipyridin och terpyridin är många, mest kända är den självlysande tris(bipyridin)rutenium(II)kloriden .
Rutenium bildar ett brett spektrum av föreningar med kol-ruteniumbindningar. Grubbs katalysator används för alkenmetates. Ruthenocen är analogt med ferrocen strukturellt, men uppvisar distinkta redoxegenskaper. Den färglösa flytande ruteniumpentakarbonylen omvandlas i frånvaro av CO-tryck till det mörkröda fasta triruteniumdodekakarbonylet . Ruteniumtriklorid reagerar med kolmonoxid och ger många derivat inklusive RuHCl(CO)(PPh 3 ) 3 och Ru(CO) 2 (PPh 3 ) 3 ( Ropers komplex ). Upphettning av lösningar av ruteniumtriklorid i alkoholer med trifenylfosfin ger tris(trifenylfosfin)ruteniumdiklorid (RuCl 2 (PPh 3 ) 3 ), som omvandlas till hydridkomplexet klorhydridotris(trifenylfosfin)rutenium(II) (RuHCl ) PPh ) .
Se även