Электронная формула рутения Ru (энергетические уровни)

Ru рутений [Ruhenium; от лат. назв. России (Ruthenia)] — химический элемент восьмой группы (8) с порядковым номером 44 в периодической системе.

Находится в пятом периоде. Атомный номер 44, атомная масса рутения 101,07. Температура плавления: 2310, температура кипения 4100° С. Плотность: 12.45 г/см³.

Электронная формула

Полная электронная формула атома рутения в порядке следования уровней:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁷ 5s¹

Сокращенная электронная конфигурация Ru:

[Kr] 4d⁷ 5s¹

Электронная формула атома рутения в порядке возрастания энергий орбиталей:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d⁷

Порядок заполнения орбиталей электронами в атоме Ru является исключением из правила Клечковского.

Ожидаемая электронная формула:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d⁶

В реальности происходит проскок одного электрона с орбитали 5s внешнего слоя на орбиталь 4d пред-внешнего слоя.

Электронно-графическая схема рутения (Ru)

Рис. Схема  распределения электронов по атомным орбиталям в атоме рутения.

Энергетические уровни

Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме Ru:

1. -й уровень (K): 2
2. -й уровень (L): 8
3. -й уровень (M): 18
4. -й уровень (N): 15
5. -й уровень (O): 1

Рис. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме рутения.

Валентные электроны рутения

Количество валентных электронов в атоме — 8.

Таблица квантовых чисел Ru (N — главное, L — орбитальное, M — магнитное, S — спин).

Орбиталь	N	L	M	S
s	5	0	0	+1/2
d	4	2	-2	+1/2
d	4	2	-1	+1/2
d	4	2	0	+1/2
d	4	2	1	+1/2
d	4	2	2	+1/2
d	4	2	-2	-1/2
d	4	2	-1	-1/2

В соединениях рутений проявляет степень окисления: -2, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8.

Стабильные изотопы

Изотоп	Протоны	Нейтроны	Атомная масса изотопа
96Ru	44	52	~95.907598
98Ru	44	54	~95.907598
99Ru	44	55	~95.907598
100Ru	44	56	~95.907598
101Ru	44	57	~95.907598
102Ru	44	58	~95.907598
104Ru	44	60	~95.907598

Природный рутений состоит из стабильных изотопов с массовыми числами: ⁹⁶Ru (5,57%), ⁹⁸Ru (1,86%), ⁹⁹Ru (12,7%), ¹⁰⁰Ru (12,6%) ¹⁰¹Ru (17,1%), ¹⁰²Ru (31,6%) и ¹⁰⁴Ru (18,5%).

Искусственные радиоактивные изотопы рутения образуются в результате деления ядер урана и плутония.

Важнейшие из них рутений ¹⁰³Ru и рутений ¹⁰⁶Ru с периодами полураспада соответственно 39,8 суток и 1,01 года (радиоактивность рутения).