RENIS: ATRADIMAS, SAVYBĖS, STRUKTŪRA, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Renis yra metalinis elementas, kurio cheminis simbolis yra "Re, ir įdedamas į 7 grupę periodinės lentelės, dvi vietos žemiau mangano. Tuo pačiu ir technecijumi ji pasižymi daugybe skaičių ar oksidacijos būsenomis nuo +1 iki +7. Tai taip pat sudaro anijoną, vadinamą perrhenatu, ReO ₄ ^- , analogišką permanganatui, MnO ₄ ^- .

Šis metalas yra vienas iš rečiausių ir rečiausių gamtoje, todėl jo kaina yra aukšta. Jis išgaunamas kaip molibdeno ir vario kasybos šalutinis produktas. Viena iš svarbiausių renio savybių yra jo aukšta lydymosi temperatūra, kurią beveik neviršija anglis ir volframas, ir didelis tankis, dvigubai didesnis nei švino.

Renio metalo rutulys. Šaltinis: „Hi-Res“ cheminių elementų vaizdai / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Jo atradimas turi prieštaringų ir apgailėtinų viršūnių. Pavadinimas „rhenium“ kildinamas iš lotyniško žodžio „rhenus“, reiškiančio Reiną, garsiąją Vokietijos upę, netoli tos vietos, kur dirbo šį naują elementą išskyrę ir identifikavę vokiečių chemikai.

Renis gali būti naudojamas daugybe tikslų, tarp kurių yra tikslinamas benzino oktaninis skaičius, taip pat gaminant ugniai atsparius super lydinius, skirtus kosminių laivų turbinų ir variklių surinkimui.

Atradimas

Dviejų sunkiųjų elementų, kurių cheminės savybės yra panašios į mangano, buvimas jau buvo numatytas nuo 1869 m. Per rusų chemiko Dmitrijaus Mendelejevo periodinę lentelę. Tačiau tuo metu nebuvo žinoma, koks turėtų būti jų atominis skaičius; ir būtent čia 1913 m. buvo pristatyta anglų fiziko Henry Moseley prognozė.

Anot Moseley, šie du mangano grupei priklausantys elementai turi turėti atominį skaičių 43 ir 75.

Tačiau pora metų anksčiau japonų chemikas Masataka Ogawa mineralinio torianito mėginyje atrado tariamą 43 elementą. Paskelbęs savo rezultatus 1908 m., Jis norėjo pakrikštyti šį elementą pavadinimu „Niponio“. Deja, tuo metu chemikai įrodė, kad Ogava neaptiko 43 elemento.

Taigi praėjo kiti metai, kai 1925 m. Trys vokiečių chemikai: Walteris Noddackas, Ida Noddackas ir Otto Bergas rado elementą 75 kolumbito, gadolinito ir molibdenito mineraliniuose mėginiuose. Tai jam suteikė reniumo vardą Vokietijos Reino upės garbei (lotyniškai „Rhenus“).

Masataka Ogawa klaida buvo neteisinga nustatant elementą: jis atrado renį, o ne 43 elementą, šiandien vadinamą technecijumu.

Renio savybės

Renio padėtis periodinėje lentelėje. ! Originalus: „AhoerstemeierVector“: Sushant savla / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Fizinė išvaizda

Renis paprastai parduodamas kaip pilkšvi milteliai. Jos metaliniai gabalai, dažniausiai sferiniai lašai, yra sidabriškai pilkos spalvos, kurie taip pat yra labai blizgūs.

Molinė masė

186,207 g / mol

Atominis skaičius

75

Lydymosi temperatūra

3186 ºC

Virimo taškas

5630 ºC

Tankis

- Kambario temperatūra: 21,02 g / cm ³

-Teisė lydymosi taške: 18,9 g / cm ³

Renis yra metalas, beveik dvigubai tankesnis už patį šviną. Taigi renio rutulį, sveriantį 1 gramą, galima prilyginti tvirtam tokios pačios masės švino kristalui.

Elektronegatyvumas

1,9 pagal Paulingo skalę

Jonizacijos energijos

Pirma: 760 kJ / mol

Antra: 1260 kJ / mol

Trečia: 2510 kJ / mol

Molinės šilumos talpa

25,48 J / (mol K)

Šilumos laidumas

48,0 W / (m K)

Elektrinė varža

193 nΩm

Mocso kietumas

7

Izotopai

Renio atomai gamtoje atsiranda kaip du izotopai: ¹⁸⁵ Re, kurių gausu 37,4%; ir ¹⁸⁷ Re, kurių gausu 62,6%. Renis yra vienas iš tų elementų, kurio gausiausias izotopas yra radioaktyvus; Tačiau ¹⁸⁷ Re pusinės eliminacijos laikas yra labai ilgas (4,12 · 10 ¹⁰ metų), todėl praktiškai laikomas stabiliu.

Reaktyvumas

Renio metalas yra medžiaga, atspari rūdijimui. Kai jis pasidaro, jo oksidas, Re ₂ O ₇ , lakuoja esant aukštai temperatūrai ir dega gelsvai žalia liepsna. Renio gabalėliai priešinasi koncentruoto HNO ₃ puolimui ; bet karštas jis ištirpsta, sukurdamas reno rūgštį ir azoto dioksidą, kuris tirpalą paverčia ruda:

Re + 7HNO ₃ → HReO ₄ + 7 NO ₂ + 3H ₂ O

Renio chemija yra didžiulė, nes sugeba sudaryti junginius su plataus spektro oksidacijos skaičiais, taip pat užmegzti kvadrupolio ryšį tarp dviejų renio atomų (keturi kovalentiniai „Re-Re“ ryšiai).

Struktūra ir elektroninė konfigūracija

Renio elektronų apvalkalas. Autorius: Vartotojas: GregRobson (Gregas Robsonas). „Wikimedia Commons“

Renio atomai yra suskirstyti į kristalus, kad sudarytų kompaktišką šešiakampę struktūrą (hcp), kuriai būdingas labai tankus. Tai atitinka faktą, kad tai yra didelio tankio metalas. Metalinis ryšys, esantis dėl jų išorinių orbitų sutapimo, palaiko Atomus stipriai darnius.

Šiame metaliniame ryšyje „Re-Re“ dalyvauja valentiniai elektronai, kurie atitinka elektroninę konfigūraciją:

4f ¹⁴ 5d ⁵ 6s ²

Iš esmės 5d ir 6s orbitalės sutampa, kad kompaktiški Re atomai būtų hcp struktūroje. Atminkite, kad jo elektronai iš viso sudaro 7, atitinkančius jo grupės skaičių periodinėje lentelėje.

Oksidacijos skaičiai

Elektroninė renio konfigūracija leidžia iš karto pamatyti, kad jo atomas gali prarasti iki 7 elektronų, tapti hipotetiniu katijonu Re ⁷⁺ . Kai daroma prielaida , kad Re ⁷⁺ yra bet kuriame renio junginyje, pavyzdžiui, Re ₂ O ₇ (Re ₂ ⁷⁺ O ₇ ² ), teigiama, kad jo oksidacijos skaičius yra +7, Re ( VII).

Kiti teigiami renio oksidacijos skaičiai yra šie: +1 (Re ⁺ ), +2 (Re ²⁺ ), +3 (Re ³⁺ ) ir tt iki +7. Taip pat renis gali įgyti elektronus, tapdamas anijonu. Tokiais atvejais sakoma, kad jis turi neigiamą oksidacijos skaičių: -3 (Re ^3- ), -2 (Re ^2- ) ir -1 (Re ^- ).

Programos

Benzinas

Renis kartu su platina yra naudojamas kuriant katalizatorius, kurie padidina benzino oktaninį skaičių, kartu sumažinant švino kiekį. Kita vertus, renio katalizatoriai yra naudojami daugialypėms hidrinimo reakcijoms, nes jie yra atsparūs apsinuodijimui azotu, fosforu ir siera.

Ugniai atsparūs superlydiniai

Renis yra ugniai atsparus metalas dėl savo aukštos lydymosi temperatūros. Štai kodėl jis pridedamas prie nikelio lydinių, kad jie būtų atsparūs ugniai ir atsparūs aukštam slėgiui ir temperatūrai. Šie specialieji lydiniai dažniausiai naudojami kuriant turbinas ir variklius, naudojamus kosminiuose laivuose.

Volframo gijos

Renis taip pat gali sudaryti lydinius su volframu, kuris pagerina jo lankstumą ir todėl palengvina gijų gamybą. Šios renio-volframo gijos yra naudojamos kaip rentgeno spinduliuotės šaltiniai ir projektuojant termoelementus, galinčius matuoti temperatūrą iki 2200 ºC.

Panašiai šie renio siūlai kadaise buvo naudojami archajiškų fotoaparatų blykstėms, o dabar - modernios įrangos lempoms; pvz., masės spektrofotometras.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Sarah Pierce. (2020). Renis: naudojimo būdai, istorija, faktai ir izotopai. Tyrimas. Atgauta iš: study.com
3. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2020). Renis. „PubChem“ duomenų bazė., CID = 23947. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Vikipedija. (2020). Renis. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. Dr Doug Stewart. (2020). Renio elemento faktai. Atkurta iš: chemicool.com
6. Erikas Sceris. (2008 m. Lapkričio 18 d.). Renis. Chemija jos elementuose. Atkurta iš: chemistryworld.com