Реній

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Реній (Re)
Атомний номер 75
Зовнішній вигляд
простої речовини
Щільний, сріблясто-білий метал
Rhenium single crystal bar and 1cm3 cube.jpg
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
186,207 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 137 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
759,1(7,87) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Xe] 4f14 5d5 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 128 пм
Радіус іона (+7e) 53 (+4e) 72 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
1,9
Електродний потенціал Re←Re3+ -0,30В
Ступені окиснення 5, 4, 3, 2, -1
Термодинамічні властивості
Густина 21,02 г/см³
Питома теплоємність 0,138 Дж/(K моль)
Теплопровідність 48,0 Вт/(м К)
Температура плавлення 3453 K
Теплота плавлення 34 кДж/моль
Температура кипіння 5900 K
Теплота випаровування 704 кДж/моль
Молярний об'єм 8,85 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки гексагональна
Період ґратки 2,760 Å
Відношення c/a 1,615
Температура Дебая 416,00 K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Реній (англ. rhenium, нім. Rhenium n) — хімічний елемент. Від назви р. Рейну. Символ Re, ат. н. 75; ат.м. 186,207. У природі існує два ізотопи: стабільний 185Re і радіоактивний 187Re. Елемент передбачений Д.Менделєєвим в 1869 р., виявлений в 1925 р. німецькими геохіміками І. та В. Ноддак в колумбіті і ґадолініті. У 1926 р. реній був виділений ними в чистому вигляді, а в 1928 р. вони встановили, що найвищий вміст його характерний для молібденіту і що реній є геохімічним аналогом молібдену.

Загальна характеристика[ред.ред. код]

Сріблясто-білий тугоплавкий метал. Хімічно дуже стійкий. Густина 21030 кг/м³; tплав 3190 °C; tкип 5600 °C. Реній вирізняється високим електричним опором і твердістю, пластичністю, легко утворює сплави з Мо, Pt, Os, Co, V, W, Ta, Nb і за багатьма властивостями близький до платини. Халькофільний. Парамагнітний. Реній — рідкісний розсіяний елемент. Середній вміст ренію в земній корі 7•10−8% мас.

Реній вирізняється високою міграційною здатністю і в окиснювальному середовищі легко виноситься. Найбільш збагачені ним молоді фанерозойські родовища. Нагромаджується також в осадових утвореннях мідистих сланців (Мансфельд, Німеччина) і мідистих пісковиках (Джезказган, Казахстан), при цьому ренійвмісні руди локалізуються в крайових частинах депресій.

Реній, як типовий розсіяний елемент, концентрується в плутоногенних гідротермальних мідно-молібденових родовищах, а також в осадових мідистих пісковиках і мідистих сланцях, звідки він попутно добувається при комплексній переробці руд.

Історія[ред.ред. код]

Реній (лат. Rhenus що означає Рейн)[1] був останнім із хімічних елементів, що мають стабільні ізотопи, якій був відкритий у природі.[2] Існування ще не відкритого елементу було передбачено Д. І. Менделеєвим на основі переодичної системи елементів. Інша теоретична інформація була отримана Генрі Мозлі у 1914.[3] Але він був остаточно відкритий Вальтером Ноддаком, Ідою Таке, та Отто Бергом у Німеччині. В 1925 році вони повідомили про визначення елементу в платиновій руді та мінералі колумбіт. Також вони знайшли реній у гадолініті та молібденіті.[4] У 1928-му вони змогли віділити 1 г цього елементу переробивши 660 kg молібденіту.[5] Процес був настільки складний, що видобуток ренію був призупинений до 1950 р. коли було налагоджено виробництво вольфрам-ренієвого та молібден-ренієвого сплаву. Ці сплави знайшли широке застосування в промисловості, що обумовило великий попит на реній, добутий з мідної руди.

У 1908, японський хімік Масатака Огава заявив, що він відкрив елемент номер 43 Nipponium (Np) на честь Японії. Однак, в подальшому аналіз показав наявність ренію в його зразках (елемент номер 75), а не елемента 43 Технецію.[6] Символ Np в подальшому був використаний для елемента Нептуній.

Походження назви[ред.ред. код]

Названий на честь батьківщини Іди Ноддак-Таке (Ida Noddack-Tacke) — Рейнської провінції Німеччини, лат. Rhenus — Рейн.

Отримання[ред.ред. код]

Ammonium perrhenate

Основне джерело отримання ренію — молібденові концентрати (вміст Р. 0,01-0,04%). Виробництво ренію базується на відходах, що отримують при переробці молібденових, мідно-молібденових і мідних концентратів. При випаленні цих концентратів реній окислюється до Re2O7 і випаровується з пилом, який вловлюється на фільтрах випалювальних печей. Пил містить 0,01-0,2% Re при початковій його кількості в концентраті 0,005-0,05%.

Оксид ренію переводять аміачною водою в перренат амонію:

\mathrm{Re_2O_7 + H_2O + 2\ NH_3 \longrightarrow 2\ NH_4ReO_4}

який при високі температурі і тоці водню відновлюється до металу:

\mathrm{2\ NH_4ReO_4 + 4\ H_2 \longrightarrow 2\ Re + N_2 + 8\ H_2O}

Великими вважаються родовища із запасами понад 30 — 40 т Re, дрібні — бл. 3-5 т. У присутності молібдену Р. не може утворювати власних мінералів і розсіюється в молібденіті, нагромаджуючись в різних низькотемпературних типах руд і в останніх їх генераціях. Тому, якщо в кварц-вольфрамітових і кварц-молібденітових родовищах в молібденіті міститься 0,001-0,003% Re, то в молібденіті більш низькотемпературних родовищ кількість його на порядок вища. Середнє співвідношення Мо:Re = 5000. Крім молібденіту, для якого мінеральний кларк 114 г/т, реній входить до складу халькопіриту (0,6 г/т) і піриту (0,3 г/т). У пентландит-халькопірит-піротинових рудах реній виявляє деяку схожість з елементами платинової групи, нагромаджуючись спільно з осмієм і іридієм в піротині. У мідно-колчеданових родовищах він концентрується в халькопіриті й піриті і, хоч вміст його тут і низький, загальні запаси значні. При метаморфізмі колчеданових руд він, як правило, виноситься. Найбільш високий вміст ренію характерний для мідно-молібденових родовищ (в молібденіті 400–900 г/т). Максимальний вміст (18800 г/т) пов'язаний з ромбоедричною β-модифікацією молібденіту. У цих родовищах спостерігається пряма кореляція між вмістами в молібденіті ренію і селену.

Застосування[ред.ред. код]

Застосовують реній у наджаротривких сплавах, вакуумній техніці, як каталізатор тощо. Унікальна роль ренію в каталітичних процесах, зокрема при крекінгу нафти.

Ізотопи[ред.ред. код]

Природній Реній має стабільний ізотоп Реній-185, що, тим не й менше у природі зустрічається у менших кількостях ніж радіоактивний природній ізотоп. Така ситуація повторюється лише з одним іншим елементом — Індієм. Природній Реній містить 37,4% 185Re, що є стабільним, та 62,6% 187Re, що є радіоактивним, та має дуже великий період напіврозпаду (~1010 років). Така ситуація обумовлена внутрішнім станом атому Ренію.[7][8] Явище бета-розпад ізотопу 187Re використовується для ренієво-осмієвого аналізу копалин. Вільна енергія цього бета-розпаду (2,6 кеВ) є однією з найнижчих з усіх відомих радіонуклідів. Також відомо 26 інших ізотопів ренію.[9]

Біологічна роль[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Tilgner, Hans Georg (2000). Forschen Suche und Sucht (German). Books on Demand. ISBN 9783898112727. 
  2. «Rhenium: Statistics and Information». Minerals Information. United States Geological Survey. 2008. Архів оригіналу за 2013-06-23. Процитовано 2008-02-03. 
  3. Moseley, Henry (1914). «High Frequency Spectra of the Elements, Part II». Philosophical Magazine. с. 703–713. 
  4. Noddack, W.; Tacke, I.; Berg, O. (1925). «Die Ekamangane». Naturwissenschaften 13 (26). с. 567–574. doi:10.1007/BF01558746. 
  5. Noddack, W.; Noddack, I. (1929). «Die Herstellung von einem Gram Rhenium». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (German) 183 (1). с. 353–375. doi:10.1002/zaac.19291830126. 
  6. Yoshihara, H. K. (2004). «Discovery of a new element ‘nipponiumʼ: re-evaluation of pioneering works of Masataka Ogawa and his son Eijiro Ogawa». Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy 59. с. 1305–1310. doi:10.1016/j.sab.2003.12.027. 
  7. Johnson, Bill (1993). «How to Change Nuclear Decay Rates». Архів оригіналу за 2013-06-23. Процитовано 2009-02-21. 
  8. Bosch; Faestermann, T; Friese, J; Heine, F; Kienle, P; Wefers, E; Zeitelhack, K; Beckert, K та ін. (1996). «Observation of bound-state β– decay of fully ionized 187Re:187Re-187Os Cosmochronometry». Physical Review Letters 77 (26). с. 5190–5193. doi:10.1103/PhysRevLett.77.5190. PMID 10062738. 
  9. Georges, Audi (2003). «The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties». Nuclear Physics A 729 (Atomic Mass Data Center). с. 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 

Література[ред.ред. код]


Реторта Це незавершена стаття з хімії.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.