Das Rhenium Es ist ein metallisches Element, dessen chemisches Symbol Re ist, und es befindet sich in Gruppe 7 des Periodensystems, zwei Stellen unterhalb von Mangan. Es teilt mit diesem und technetium die Eigenschaft, mehrere Zahlen oder Oxidationsstufen von +1 bis +7 aufzuweisen. Es bildet auch ein Anion namens Perrhenat, ReO4-, analog zu Permanganat MnO4-.
Dieses Metall ist eines der seltensten und seltensten in der Natur, daher ist sein Preis hoch. Es wird als Nebenprodukt des Molybdän- und Kupferabbaus gewonnen. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Rhenium ist sein hoher Schmelzpunkt, der von Kohlenstoff und Wolfram kaum übertroffen wird, und seine hohe Dichte, die doppelt so hoch ist wie die von Blei..
Seine Entdeckung hat kontroverse und unglückliche Obertöne. Der Name "Rhenium" leitet sich vom lateinischen Wort "Rhenus" ab, was "Rhein" bedeutet, der berühmte deutsche Fluss in der Nähe der Stelle, an der die deutschen Chemiker, die dieses neue Element isoliert und identifiziert haben, gearbeitet haben..
Rhenium hat zahlreiche Verwendungszwecke, unter denen die Verfeinerung der Oktanzahl von Benzin sowie die Herstellung von feuerfesten Superlegierungen für die Montage von Turbinen und Triebwerken von Luft- und Raumfahrtschiffen hervorzuheben sind..
Artikelverzeichnis
Die Existenz von zwei schweren Elementen mit ähnlichen chemischen Eigenschaften wie Mangan wurde bereits seit den Jahren 1869 durch das Periodensystem des russischen Chemikers Dmitri Mendeleev vorhergesagt. Bis dahin war jedoch nicht bekannt, wie ihre Ordnungszahlen lauten sollten; und hier wurde 1913 die Vorhersage des englischen Physikers Henry Moseley eingeführt.
Laut Moseley müssen diese beiden Elemente der Mangangruppe die Ordnungszahlen 43 und 75 haben.
Ein paar Jahre zuvor hatte der japanische Chemiker Masataka Ogawa jedoch das mutmaßliche Element 43 in einer Probe des Minerals Torianit entdeckt. Nachdem er 1908 seine Ergebnisse bekannt gegeben hatte, wollte er dieses Element mit dem Namen 'Niponio' taufen. Leider haben Chemiker damals bewiesen, dass Ogawa Element 43 nicht entdeckt hatte..
Und so vergingen andere Jahre, als 1925 drei deutsche Chemiker: Walter Noddack, Ida Noddack und Otto Berg Element 75 in Mineralproben von Columbit, Gadolinit und Molybdänit fanden. Diese gaben ihm den Namen Rhenium zu Ehren des Rheins von Deutschland ('Rhenus', lateinisch).
Masataka Ogawas Fehler bestand darin, das Element falsch identifiziert zu haben: Er hatte Rhenium entdeckt, nicht Element 43, das heute Technetium genannt wird..
Rhenium wird normalerweise als gräuliches Pulver vermarktet. Seine Metallteile, im Allgemeinen kugelförmige Tropfen, sind silbergrau, die ebenfalls stark glänzend sind..
186,207 g / mol
75
3186 ºC
5630 ºC
-Bei Raumtemperatur: 21,02 g / cm3
-Direkt am Schmelzpunkt: 18,9 g / cm3
Rhenium ist ein Metall, das fast doppelt so dicht ist wie Blei. Somit kann eine Rheniumkugel mit einem Gewicht von 1 Gramm einem robusten Bleikristall gleicher Masse gleichgesetzt werden.
1,9 auf der Pauling-Skala
Erstens: 760 kJ / mol
Zweitens: 1260 kJ / mol
Drittens: 2510 kJ / mol
25,48 J / (mol K)
48,0 W / (mK)
193 nΩ m
7
Rheniumatome kommen in der Natur als zwei Isotope vor: 185Re mit einer Häufigkeit von 37,4%; Y. 187Re, mit einer Häufigkeit von 62,6%. Rhenium ist eines der Elemente, deren am häufigsten vorkommendes Isotop radioaktiv ist. die Halbwertszeit der 187Re ist sehr groß (4.121010 Jahre), so dass es praktisch als stabil gilt.
Rheniummetall ist ein rostbeständiges Material. Wenn es das tut, ist es Rost, RezweiODER7, es verflüchtigt sich bei hohen Temperaturen und brennt mit einer gelblich-grünen Flamme. Rheniumstücke widerstehen einem HNO-Angriff3 konzentriert; aber wenn es heiß ist, löst es sich unter Bildung von Rheninsäure und Stickstoffdioxid auf, wodurch die Lösung braun wird:
Re + 7HNO3 → HReO4 + 7 NRzwei + 3HzweiODER
Die Chemie von Rhenium ist enorm, da es Verbindungen mit einem breiten Spektrum an Oxidationszahlen bilden und eine Quadrupolbindung zwischen zwei Rheniumatomen (vier kovalente Re-Re-Bindungen) herstellen kann..
Die Rheniumatome gruppieren sich in ihren Kristallen zu einer kompakten hexagonalen Struktur, hcp, die sich durch ihre hohe Dichte auszeichnet. Dies steht im Einklang mit der Tatsache, dass es sich um ein Metall mit hoher Dichte handelt. Die metallische Bindung, Produkt der Überlappung ihrer äußeren Orbitale, hält die Re-Atome stark kohäsiv.
An dieser metallischen Bindung, Re-Re, sind die Valenzelektronen beteiligt, die der elektronischen Konfiguration entsprechen:
[Xe] 4f14 5 d5 6szwei
Im Prinzip überlappen sich die 5d- und 6s-Orbitale, um die Re-Atome in der hcp-Struktur zu verdichten. Beachten Sie, dass sich seine Elektronen zu insgesamt 7 addieren, was der Anzahl seiner Gruppen im Periodensystem entspricht..
Durch die elektronische Konfiguration von Rhenium können wir sofort erkennen, dass sein Atom bis zu 7 Elektronen verlieren kann, um das hypothetische Kation Re zu werden7+. Wenn die Existenz des Re angenommen wird7+ in jeder Rheniumverbindung, zum Beispiel in RezweiODER7 (Rezwei7+ODER7zwei-) soll eine Oxidationszahl von +7 haben, Re (VII).
Andere positive Oxidationszahlen für Rhenium sind: +1 (Re+), +2 (Rezwei+), +3 (Re3+) und so weiter bis zu +7. Rhenium kann auch Elektronen gewinnen, indem es ein Anion wird. In diesen Fällen soll es eine negative Oxidationszahl haben: -3 (Re3-), -2 (Rezwei-) und -1 (Re-).
Rhenium wird zusammen mit Platin verwendet, um Katalysatoren herzustellen, die die Oktanzahl von Benzin erhöhen und gleichzeitig den Bleigehalt senken. Andererseits werden Rheniumkatalysatoren für mehrere Hydrierungsreaktionen verwendet, was auf ihre Beständigkeit gegen Vergiftung durch Stickstoff, Phosphor und Schwefel zurückzuführen ist..
Rhenium ist aufgrund seines hohen Schmelzpunktes ein feuerfestes Metall. Deshalb wird es Nickellegierungen zugesetzt, um sie feuerfest und widerstandsfähig gegen hohe Drücke und Temperaturen zu machen. Diese Superlegierungen werden hauptsächlich für die Konstruktion von Turbinen und Triebwerken für Luft- und Raumfahrtschiffe verwendet..
Rhenium kann auch mit Wolfram Legierungen bilden, was seine Duktilität verbessert und daher die Herstellung der Filamente erleichtert. Diese Rhenium-Wolfram-Filamente werden als Röntgenquellen und für die Konstruktion von Thermoelementen verwendet, mit denen Temperaturen bis zu 2200 ºC gemessen werden können..
Ebenso wurden diese Rheniumfilamente einst für die Blitze archaischer Kameras und jetzt für die Lampen hochentwickelter Geräte verwendet; wie das Massenspektrophotometer.
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