In dieser Folge widmen wir uns dem jüngsten Mitglied der Platinmetalle. Ruthenium ist eines der seltensten Elemente der Erdkruste und spielt heute eine Schlüsselrolle in der Halbleiterindustrie, in der grünen Chemie und in der Krebsforschung. Mit der Ordnungszahl 44 trägt es seinen Namen zu Ehren des historischen Russlands.

Themen dieser Folge:

Physikalische und chemische Eigenschaften: Schmelzpunkt 2.334 °C, Dichte 12,45 g/cm³, Mohs-Härte 6,5, Oxidationsstufen von minus zwei bis plus acht
Magnetische Besonderheiten: Diskussion um Ruthenium als möglicherweise viertes ferromagnetisches Element bei Raumtemperatur
Rutheniumtetroxid (RuO4) als hochreaktive Verbindung in der Oxidationschemie
Entdeckungsgeschichte: Vorarbeiten von Jędrzej Śniadecki (1808) und Gottfried Wilhelm Osann (1827), endgültige Entdeckung 1844 durch Karl Ernst Claus in Kasan
Vorkommen: Bushveld-Komplex in Südafrika, Norilsk in Russland, Sudbury in Kanada
Ruthenium-106-Vorfall im Herbst 2017 über Europa
Anwendung als magnetischer Spacer in Festplatten (Antiferromagnetic Coupling)
Potentieller Ersatz für Kupfer in feinsten Halbleiterstrukturen unterhalb von 5 Nanometern
Härtebestandteil in Platin-Ruthenium-Legierungen für Schmuck und in Iridium-Spitzen von Füllfederhaltern
Grubbs-Katalysatoren und Olefin-Metathese (Nobelpreis 2005)
Ruthenium-Farbstoffe in Grätzel-Solarzellen (N3, N719)
Wasserstoffwirtschaft, Brennstoffzellen und KBR Advanced Ammonia Process
Krebstherapie: KP1019, NAMI-A, TLD1433
Brachytherapie von Aderhautmelanomen mit Ruthenium-106

Wissenschaftliche Quellen und weiterführende Literatur:

Greenwood, N. N. & Earnshaw, A. (2012): Chemistry of the Elements, 2. Auflage, Butterworth-Heinemann
Holleman, A. F., Wiberg, E. & Wiberg, N. (2007): Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter
Grubbs, R. H. (2006): "Olefin-Metathesis Catalysts for the Preparation of Molecules and Materials" (Nobel Lecture), Angewandte Chemie International Edition
Pyykkö, P. & Atsumi, M. (2009): "Molecular Single-Bond Covalent Radii for Elements 1–118", Chemistry – A European Journal
Quina, S. et al. (2018): "Realization of room-temperature ferromagnetism in 4d Ru metal", Physical Review B
Masson, O. et al. (2019): "Airborne concentrations and chemical considerations of radioactive ruthenium from an undeclared major nuclear release in 2017", PNAS
Alessio, E. & Messori, L. (2019): "NAMI-A and KP1019/1339, Two Iconic Ruthenium Anticancer Drug Candidates", Molecules
O'Regan, B. & Grätzel, M. (1991): "A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films", Nature
Johnson Matthey (2024): PGM Market Report
U.S. Geological Survey (2024): Mineral Commodity Summaries: Platinum-Group Metals

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Hinweis: Die Vertonung ist KI unterstützt. Die neuen Folgen von Schlafreise durch das Universum sind komplett ohne produziert.