RHENIUM: PAGTUKLAS, MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang rhenium ay isang metal na elemento na ang simbolo ng kemikal ay Re, at inilagay sa pangkat 7 ng pana-panahong talahanayan, dalawang lugar sa ibaba ng mangganeso. Nagbabahagi ito sa ito at technetium ang pag-aari ng pagpapakita ng maraming mga numero o mga estado ng oksihenasyon, mula +1 hanggang +7. Ito rin ay bumubuo ng isang anion na tinatawag na perrhenate, ReO ₄ ^- , magkakatulad sa permanganate, MnO ₄ ^- .

Ang metal na ito ay isa sa mga pinakasikat at mga peklat sa kalikasan, kaya mataas ang presyo nito. Ito ay nakuha bilang isang produkto ng molybdenum at pagmimina ng tanso. Ang isa sa mga pinaka may-katuturang mga katangian ng rhenium ay ang mataas na tulog na punto nito, halos hindi nalampasan ng carbon at tungsten, at ang mataas na density nito, na dalawang beses na nangunguna.

Rhenium metal globo. Pinagmulan: Mga Larawan ng Hi-Res ng Mga Elemento ng Chemical / CC NG (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Ang kanyang natuklasan ay may kontrobersyal at kapus-palad na mga abot. Ang pangalang 'rhenium' ay nagmula sa salitang Latin na 'rhenus', na nangangahulugang Rhine, ang sikat na ilog ng Aleman na malapit sa site kung saan nagtrabaho ang mga chemists ng Aleman na naghiwalay at nagpakilala sa bagong elementong ito.

Ang Rhenium ay maraming mga gamit, na kung saan ang pagpipino ng octane bilang ng gasolina ay nakatayo, pati na rin sa paggawa ng mga refractory superalloys, na nakalaan para sa pagpupulong ng mga turbine at engine ng mga aerospace na barko.

Pagtuklas

Ang pagkakaroon ng dalawang mabibigat na elemento na may mga katangian ng kemikal na katulad ng mga mangganeso ay na-hinulaang mula pa noong mga taong 1869, sa pamamagitan ng pana-panahong talahanayan ng chemist ng Russia na si Dmitri Mendeleev. Gayunpaman, hindi alam sa oras na iyon kung ano ang dapat na mga numero ng kanilang atom; at narito ito noong 1913 na ipinakilala ang hula sa pisika ng Ingles na si Henry Moseley.

Ayon kay Moseley, ang dalawang sangkap na kabilang sa pangkat ng mangganeso ay dapat magkaroon ng mga numero ng atomic 43 at 75.

Ilang taon nang mas maaga pa, gayunpaman, ang chemist ng Hapon na si Masataka Ogawa ay natuklasan ang dapat na elemento na 43 sa isang sample ng mineral torianite. Matapos ianunsyo ang kanyang mga resulta noong 1908, nais niyang ibinyagan ang elementong ito sa pangalang 'Niponio'. Sa kasamaang palad, pinatunayan ng mga chemist sa oras na hindi natuklasan ng Ogawa ang elemento 43.

At sa gayon, ang iba pang mga taon ay lumipas noong 1925 tatlong Aleman na chemists: Walter Noddack, Ida Noddack, at Otto Berg, natagpuan ang elemento ng 75 sa mga mineral na halimbawa ng columbite, gadolinite, at molibdenite. Ang mga ito ang nagbigay sa kanya ng pangalan ng rhenium, bilang paggalang sa Rhine ilog ng Alemanya ('Rhenus', sa Latin).

Ang pagkakamali ni Masataka Ogawa ay ang hindi mapag-alamang elemento: natuklasan niya ang rhenium, hindi elemento 43, na ngayon ay tinatawag na technetium.

Mga katangian ng rhenium

Ang sitwasyon ng Rhenium sa pana-panahong talahanayan. ! Orihinal: AhoerstemeierVector: Sushant savla / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Pisikal na hitsura

Ang Rhenium ay karaniwang ipinagbibili bilang isang kulay-abo na pulbos. Ang mga piraso ng metal nito, sa pangkalahatan ay mga patak na spherical, ay kulay-abo, na kung saan ay lubos ding makintab.

Mass ng Molar

186.207 g / mol

Atomikong numero

75

Temperatura ng pagkatunaw

3186 ºC

Punto ng pag-kulo

5630 ºC

Density

-Ang temperatura ng silid: 21.02 g / cm ³

-Magaling sa punto ng pagtunaw: 18.9 g / cm ³

Ang Rhenium ay isang metal na halos dalawang beses na siksik bilang tingga mismo. Kaya, ang isang globo ng rhenium na tumitimbang ng 1 gramo ay maaaring pantay-pantay sa isang matatag na crystal ng parehong masa.

Elektronegorya

1.9 sa scale ng Pauling

Energies ng ionization

Una: 760 kJ / mol

Pangalawa: 1260 kJ / mol

Pangatlo: 2510 kJ / mol

Ang kapasidad ng init ng Molar

25.48 J / (mol K)

Thermal conductivity

48.0 W / (m K)

Ang resistensya sa elektrikal

193 nΩ m

Katigasan ng Mohs

7

Mga Isotopes

Ang mga atom ng Rhenium ay nangyayari sa likas na katangian bilang dalawang isotopes: ¹⁸⁵ Re, na may isang kasaganaan na 37.4%; at ¹⁸⁷ Re, na may isang kasaganaan na 62.6%. Ang Rhenium ay isa sa mga elementong iyon na ang pinaka-sagana na isotop ay radioactive; gayunpaman, ang kalahating buhay ng ¹⁸⁷ Re ay napakatagal (4.12 · 10 ¹⁰ taon), kaya't ito ay praktikal na itinuturing na matatag.

Reactivity

Ang metal na Rhenium ay isang materyal na lumalaban sa kalawang. Kapag ginawa nito, ang oxide nito, Re ₂ O ₇ , ay nagbabago sa mataas na temperatura at nasusunog ng isang madilaw-dilaw na berdeng apoy. Ang mga piraso ng rhenium ay lumalaban sa pag-atake ng puro HNO ₃ ; ngunit kapag mainit, natutunaw upang makabuo ng rhenic acid at nitrogen dioxide, na lumiliko ang solusyon na brown:

Re + 7HNO ₃ → HReO ₄ + 7 HINDI ₂ + 3H ₂ O

Ang kimika ng rhenium ay malawak, dahil may kakayahang bumubuo ng mga compound na may isang malawak na spectrum ng mga numero ng oksihenasyon, pati na rin ang pagtatatag ng isang quadrupole bond sa pagitan ng dalawang mga atom ng rhenium (apat na Re-Re covalent bond).

Istraktura at pagsasaayos ng elektronik

Electron shell ng rhenium. May-akda: Gumagamit: GregRobson (Greg Robson). Mga commons ng Wikimedia

Ang grupo ng mga atom ng rhenium na magkasama sa kanilang mga kristal upang makabuo ng isang compact na hexagonal na istraktura, hcp, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging siksik. Ito ay naaayon sa katotohanan na ito ay isang high-density metal. Ang metal na bono, produkto ng overlap ng kanilang mga panlabas na orbit, pinapanatili ang co atoms na mahigpit na magkakaugnay.

Sa metallic bond na ito, Re-Re, ang mga valons electron ay lumahok, na ayon sa elektronikong pagsasaayos:

4f ¹⁴ 5d ⁵ 6s ²

Sa prinsipyo, ito ang mga orbit na 5d at 6s na magkakapatong upang siksikin ang mga Re atoms sa istruktura ng hcp. Tandaan na ang mga electron nito ay nagdaragdag ng isang kabuuang 7, na naaayon sa bilang ng pangkat nito sa pana-panahong talahanayan.

Mga numero ng oksihenasyon

Ang elektronikong pagsasaayos ng rhenium ay nagbibigay-daan sa amin upang makita nang sabay-sabay na ang atom nito ay may kakayahang mawala ng hanggang 7 na mga electron, upang maging hypothetical cation Re ⁷⁺ . Kapag ang pagkakaroon ng Re ⁷⁺ ay ipinapalagay sa anumang rhenium compound, halimbawa, sa Re ₂ O ₇ (Re ₂ ⁷⁺ O ₇ ^2- ), sinasabing mayroong isang oksihenasyon na +7, Re ( VII).

Ang iba pang mga positibong numero ng oksihenasyon para sa rhenium ay: +1 (Re ⁺ ), +2 (Re ²⁺ ), +3 (Re ³⁺ ), at iba pa hanggang sa +7. Gayundin, ang rhenium ay maaaring makakuha ng mga electron sa pamamagitan ng pagiging isang anion. Sa mga kasong ito, sinasabing mayroong negatibong bilang ng oksihenasyon: -3 (Re ^3- ), -2 (Re ^2- ) at -1 (Re ^- ).

Aplikasyon

Gasolina

Ang Rhenium, kasama ang platinum, ay ginagamit upang lumikha ng mga catalyst na nagpapataas ng rating ng oktano ng gasolina, habang binababa ang nilalaman ng tingga nito. Sa kabilang banda, ang mga katalista ng rhenium ay ginagamit para sa maraming reaksyon ng hydrogenation, ito ay dahil sa kanilang pagtutol sa pagkalason ng nitrogen, posporus at asupre.

Palamnan ang mga superalloy

Ang Rhenium ay isang refractory metal dahil sa mataas na punto ng pagtunaw. Iyon ang dahilan kung bakit idinagdag ito sa mga haluang metal na nikel upang gawin silang mga refractory at lumalaban sa mataas na presyur at temperatura. Ang mga superalloy na ito ay kadalasang ginagamit para sa disenyo ng turbines at engine para sa aerospace craft.

Mga filament ng Tungsten

Ang Rhenium ay maaari ring bumubuo ng mga haluang metal na may tungsten, na nagpapabuti sa pag-agaw nito at sa gayon ay pinapadali ang paggawa ng mga filament. Ang mga filament na rhenium-tungsten na ito ay ginagamit bilang mga mapagkukunan ng X-ray, at para sa disenyo ng mga thermocouples na may kakayahang masukat ang mga temperatura hanggang 2200 ºC.

Gayundin, ang mga filamentong rhenium na ito ay dating ginamit para sa mga flashes ng mga archaic camera, at ngayon para sa mga lampara ng mga sopistikadong kagamitan; tulad ng mass spectrophotometer.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (Ikaapat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Sarah Pierce. (2020). Rhenium: Gumagamit, Kasaysayan, Katotohanan at Isotopes. Pag-aaral. Nabawi mula sa: study.com
3. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2020). Rhenium. PubChem Database., CID = 23947. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2020). Rhenium. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
5. Doug Stewart. (2020). Rhenium Element Facts. Nabawi mula sa: chemicool.com
6. Eric Scerri. (Nobyembre 18, 2008). Rhenium. Chemistry sa mga elemento nito. Nabawi mula sa: chemistryworld.com