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44Ru 루테늄 Ruthenium |
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| 분류 | 전이 원소 | 상태 | 고체 |
| 원자량 | 101.07 | 밀도 | 12.45 g/cm3 |
| 녹는점 | 2334 °C | 끓는점 | 4150 °C |
| 용융열 | 38.59 kJ/mol | 증발열 | 619 kJ/mol |
| 원자가 | 6 | 이온화에너지 | 710.2, 1620, 2747 kJ/mol |
| 전기음성도 | 2.2 | 전자친화도 | 101.3 kJ/mol |
| 발견 | K. E. Claus (1844) | ||
| CAS 등록번호 | 7440-18-8 | ||
| 이전 원소 | 테크네튬(Tc) | 다음 원소 | 로듐(Rh) |
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1. 개요
전자빔 용해 처리된 고순도의 루테늄 바
주기율표 제8족에 속하는 백금족 원소의 하나로 지구상에는 극히 드문 금속의 하나이다. 녹는점이 높은 은백색의 금속으로 백금처럼 산화나 부식에 강하다.
2. 설명
1825년 독일의 화학자 오산[1]은 백금 광석 속에서 미지의 3원소가 존재한다고 가정하고 각각 플루라늄, 폴리늄, 루테늄이라 이름붙였다. 이 실험에 입각해, 오산의 동료인 클라우스가 3원소 1개의 원소가 새로운 원소임을 증명했는데 이것이 루테늄이다. 이 원소가 나온 광물이 러시아 우랄 산맥에서 나왔기 때문에 오산은 라틴어로 러시아라는 뜻의 루테니아에서 이름을 따 루테늄이라 부르게 되었다.[2]컴퓨터 하드 디스크에 원자 약 3개 두께의 루테늄 층을 넣어 기억 용량을 증가시킨다고 한다.
생산량의 절반정도가 PC 등에 사용되는 하드디스크의 자성층에 쓰인다. 이전까지는 하드디스크의 밀도를 높게 해서 용량을 늘려 왔으나 어느정도 이상으로 밀도를 높이면 데이터의 안정성이 급격히 떨어졌다. 이후 IBM사가 루테늄을 사용한 반강자성결합미디어기술을 개발해 자기밀도의 상한을 약 4배까지 올리는 데 성공했다. 여기에 사용되는 루테늄층을 '픽시 더스트(요정의 먼지, Pixy Dust)'라 부른다.
백금만큼 내식성이 뛰어나면서도 원자 단위로 아주 얇게 도금할 수 있고 아주 미세한 패턴도 만들기 쉽다. 루테늄 박막을 도금하면 백금이나 팔라듐만 도금하는 것보다 경도가 높아져 내구성이 높아지므로 릴레이나 컨넥터 등 고신뢰성의 전기 접점에 쓰인다. 도금해 보석의 색을 매력적으로 바꾸는 데도 쓰인다. 미세패턴을 만드는데 유리해 하프늄이나 지르콘 과 함께 미세전자회로의 전극재 등 반도체 소재로도 쓰인다. 자외선 태양전지 등 새로운 연구나 응용도 활발하게 연구 중이다.
고온에 강해서 제트엔진 터빈 블레이드 코팅 등 고온 내식성이 필요한 곳에도 쓰인다. 특히 레늄과 함께 제트엔진의 터빈블레이드의 초고온 내열합금에도 쓰인다. 레늄 함유에 따라 2, 3세대 초내열합금이라고 부르는데 거기에 루테늄을 추가하면 4세대라고 부른다. 루테늄의 함량에 따라 5세대로 구분하기도 하고 이리듐- 하프늄 2상합금을 첨가되기도 한다.
펄펄 끓는 왕수에도 녹지 않지만, 락스 같은 표백제로 쉽게 녹일 수 있다.
최근에는 중국 등에서 순도가 낮은 가짜 순금을 만드는데 쓰이고 있다. 루테늄도 상당히 비싼 귀금속이지만 금값이 워낙 높다보니 금과 합금하면 상당한 이득을 볼 수 있다. 루테늄은 화학적 반응성도 낮고 고온의 불꽃에도 산화되지 않기 때문에 금과 루테늄을 섞은 합금은 시각적으로는 구분이 어렵고 순금을 판별하는 전통적 방법인 화학적 금판별 시약이나 고온의 가스버너로 표면을 태워보는 시험을 쉽게 통과할 수 있다. 이런 루테늄 합금을 구분하려면 전문적인 X선 형광분광기 장비를 써야 한다.
루테튬(Lu)과 헷갈리는 경우가 간혹 있다. 실제로 사전에도 루테튬이 바로 다음 단어이기도 하다.
자동차 점화 플러그에도 쓰인다. 링크