Добавить в закладки   •   Для замечаний

Справочник
химика

АБВГ
ДЕЖЗ
ИКЛМ
НОПР
СТУФ
ХЦЧШ
ЩЭЮЯ

Свойства
химических
элементов

Свойства
драгоценных
минералов

Великие
химики


 
 

Рений

75Re
 
Рений
Rhenium
(Xe)4f145d56s2
Атомный номер75
Атомная масса186,21
Плотность, кг/м³21000
Температура плавления, °С3180
Температура кипения, °С 
Теплоемкость, кДж/(кг·°С)0,138
Электроотрицательность1,9
Ковалентный радиус, Å1,28
1-й ионизац. потенциал, эв7,87

Рений

Распространение в природе

Физические свойства

Химические свойства

Получение

Применение

Рений (Rhenium), Re, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 75, атомная масса 186,207. Светло-серый металл. В природном Рении два изотопа: стабильный 185Re (37,07%) и слаборадиоактивный 187Re (с периодом полураспада Т½ = 1011 лет). В 1871 году Д. И. Менделеев предсказал существование элемента с атомным весом 190 - аналога марганца - и назвал его "тримарганцем". В последующие годы появлялось много недостоверных сообщений об открытии этого элемента. Но лишь в 1925 году немецкие химики И. и В. Ноддак обнаружили его спектральным методом в минерале колумбите. Название Рений происходит от латинского наименования реки Рейн (Rhenus) в Германии.

Распространение Рения в природе. Рений - типичный рассеянный элемент. Среднее содержание его в земной коре 7·10-8% по массе. Известны три минерала Рения - оксид, сульфид и сульфоренат меди CuReS4 (минерал джезказганит). Как примесь Рений встречается в минералах других элементов; его повышенные концентрации отмечены в колумбитах, танталитах, цирконатах, минералах редких земель, сульфидах меди и особенно в молибдените MoS2 (от 0,1 до 10-5%). Связь Рения с молибденитом обусловлена изоморфизмом MoS2 и ReS2. Важный источник Рения - некоторые медные сульфидные концентраты (0,002- 0,005% Re).

Физические свойства Рения. Рений кристаллизуется в гексагональной плотноупакованной решетке (а = 2,760 Å, с = 4,458 Å). Атомный радиус 1,373 Å, ионный радиус Re7+ 0,56 Å. Плотность 21,03 г/см3; tпл 3180°С, tкип 5900 °С. Удельная теплоемкость 153 дж/(кг·К), или 0,03653 кал/(г·град) (0-1200 °С). Термический коэффициент линейного расширения 6,7·10-6 (20-500 °С). Удельное объемное электрическое сопротивление 19,3·10-6 ом·см (20 °С). Температура перехода в состояние сверхпроводимости 1,699 К; работа выхода 4,80 эв, парамагнитен.

По тугоплавкости Рений уступает лишь вольфраму. В отличие от вольфрама, Рений пластичен в литом и рекристаллизованном состоянии и деформируется на холоду. Модуль упругости Рения 470 Гн/м2, или 47 000 кгс/мм2 (выше, чем у других металлов, за исключением Os и Ir). Это обусловливает высокое сопротивление деформации и быстрый наклеп при обработке давлением. Рений отличается высокой длительной прочностью при температурах 1000-2000 °С.

Химические свойства Рения. У атома Re семь внешних электронов; конфигурация высших энергетических уровней 5d56s2. На воздухе при обычной температуре Рений устойчив. Окисление металла с образованием оксидов (ReO3, Re2O7) наблюдается начиная с 300 °С и интенсивно протекает выше 600 °С. С водородом Рений не реагирует вплоть до температуры плавления. С азотом не взаимодействует вообще. Рений, в отличие от других тугоплавких металлов, не образует карбидов. Фтор и хлор реагируют с Рением при нагревании с образованием ReF6 и ReCl5, с бромом и иодом металл непосредственно не взаимодействует. Пары серы при 700-800 °С дают с Рением сульфид ReS2.

Рений не корродирует в соляной и плавиковой кислотах любых концентраций на холоду и при нагревании до 100 °С. В азотной кислоте, горячей концентрированной серной кислоте, в пероксиде водорода металл растворяется с образованием рениевой кислоты. В растворах щелочей при нагревании Рений медленно корродирует, расплавленные щелочи растворяют его быстро.

Для Рения известны все валентные состояния от +7 до -1, что обусловливает многочисленность и разнообразие его соединений. Наиболее устойчивы соединения семивалентного Рения. Рениевый ангидрид ReО7 - светло-желтое вещество, хорошо растворимое в воде. Рениевая кислота HReO4 - бесцветная, сильная; сравнительно слабый окислитель (в отличие от марганцевой HMnO4). При взаимодействии HReO4 с щелочами, оксидами или карбонатами металлов образуются ее соли - перренаты. Соединения иных степеней окисления Рения - оранжево-красный оксид (VI) RеО3, темно-коричневый оксид (IV) ReO2, легколетучие хлориды и оксихлориды ReCl5, ReOCl4, ReO3Cl и другие.

Получение Рения. Основным источником Рения служат молибденитовые концентраты (с содержанием Re 0,01-0,04%) и медные концентраты некоторых месторождений меди (с содержанием Re 0,002-0,003%). При окислительном обжиге молибденитовых концентратов Рений удаляется с печными газами в виде Re2O7 (tкип 360 °С), которая концентрируется в продуктах пылеуловительных систем (шламах, растворах). На различных стадиях производства черновой меди из концентратов Рений также удаляется с газами. Если печные газы направляются в производство серной кислоты, Рений концентрируется в промывной кислоте электрофильтров. Для извлечения Рения из пылей и шламов применяют выщелачивание слабой H2SO4 с добавкой окислителя - пиролюзита. Из полученных растворов, а также из промывной серной кислоты Рений извлекают сорбцией или экстракцией. Конечным продуктом является перренат аммония NH4ReO4. Восстанавливая его водородом, получают порошок Рения, превращаемый затем в компактные заготовки методом порошковой металлургии. Применяют также плавку Рения в электроннолучевых печах.

Применение Рения. Как тугоплавкий металл Рений, а также сплавы W с Re используют в производстве электронных приборов. Кроме того, из Рения и его сплавов с W изготавливают термопары для измерения температур до 2500 °С, электроконтакты и детали точных приборов. Сплавы Re с W, Мо, Ta отличаются высокой жаропрочностью. Они применяются в авиа- и космической технике. Рений и его соединения используются в качестве эффективных катализаторов при крекинге нефти.






 



Rambler's Top100