RENIJ: ODKRITJE, LASTNOSTI, STRUKTURA, UPORABE - KEMIJA

Renij je kovinski element, katerega kemijska simbol Re, in damo v skupini 7 periodnega sistema, dve mesti spodaj mangana. S tem in tehnecijem ima lastnost razkrivanja več številk ali oksidacijskih stanj od +1 do +7. Prav tako tvori anion, imenovan perrhenate, ReO ₄^- , analogen permanganatu, MnO ₄^- .

Ta kovina je ena redkih in redkih v naravi, zato je njena cena visoka. Pridobiva se kot stranski produkt rudarjenja molibdena in bakra. Ena najpomembnejših lastnosti renija je tališče, ki ga komajda presegata ogljik in volfram, in njegova visoka gostota, ki je dvakrat večja od svinca.

Renijeva kovinska krogla. Vir: Hi-Res slike kemičnih elementov / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Njegovo odkritje ima kontroverzne in nesrečne prizore. Ime 'renij' izhaja iz latinske besede 'rhenus', kar pomeni Ren, znamenita nemška reka v bližini mesta, kjer so delovali nemški kemiki, ki so izolirali in identificirali ta nov element.

Rhenium ima številne uporabe, med katerimi izstopata izpopolnitev oktanskega števila bencinov, pa tudi pri izdelavi ognjevzdržnih super-zlitin, namenjenih za sestavljanje turbin in motorjev vesoljskih ladij.

Odkritje

Obstoj dveh težkih elementov s kemijskimi lastnostmi, podobnimi tistim iz mangana, je bilo predvideno že od leta 1869, in sicer skozi periodično tabelo ruskega kemika Dmitrija Mendelejeva. Vendar takrat še ni bilo znano, kakšne naj bodo njihove atomske številke; in tu so leta 1913 uvedli napoved angleškega fizika Henryja Moseleyja.

Po Moseleyevih besedah morata imeti ta dva elementa manganove skupine atomske številke 43 in 75.

Nekaj let prej pa je japonski kemik Masataka Ogawa odkril domnevni element 43 v vzorcu minerala torianita. Po objavi svojih rezultatov leta 1908 je hotel ta element krstiti z imenom „Niponio“. Na žalost so takrat kemiki dokazali, da Ogawa ni odkrila elementa 43.

In tako so minila druga leta, ko so leta 1925 trije nemški kemiki: Walter Noddack, Ida Noddack in Otto Berg našli element 75 v mineralnih vzorcih kolumbita, gadolinita in molibdenita. Ti so mu dali ime renij v čast nemške reke Ren (v latinščini „Rhenus“).

Napaka Masataka Ogawe je bila napačna identifikacija elementa: odkril je renij, ne element 43, ki se danes imenuje tehnecij.

Lastnosti renija

Stanje renija v periodični tabeli. Izvirnik: AhoerstemeierVector: Sushant savla / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Fizični videz

Renij se običajno trži kot sivkast prah. Njeni kovinski kosi, na splošno sferične kapljice, so srebrno-sive barve, ki so tudi zelo sijoči.

Molarna masa

186.207 g / mol

Atomska številka

Tališče

3186 ºC

Vrelišče

5630 ºC

Gostota

-Na sobna temperatura: 21,02 g / cm ³

-Razišče pri tališču: 18,9 g / cm ³

Renij je kovina, ki je skoraj dvakrat gostejša od samega svinca. Tako lahko kroglo renija, ki tehta 1 gram, enačimo z robustnim svinčevim kristalom z enako maso.

Elektronegativnost

1,9 po Paulingovi lestvici

Ionizacijske energije

Najprej: 760 kJ / mol

Drugič: 1260 kJ / mol

Tretjič: 2510 kJ / mol

Molarna toplotna zmogljivost

25,48 J / (mol K)

Toplotna prevodnost

48,0 W / (m K)

Električni upor

193 nΩ m

Mohsova trdota

Izotopi

Atomi renija se v naravi pojavljajo kot dva izotopa: ¹⁸⁵ Re, z obilico 37,4%; in ¹⁸⁷ Re, z obilico 62,6%. Renij je eden tistih elementov, katerih najpogostejši izotop je radioaktiven; vendar je razpolovna doba ¹⁸⁷ Re zelo dolga (4,12 · 10 ¹⁰ let), zato se praktično šteje za stabilno.

Reaktivnost

Renijeva kovina je material odporen proti rji. Ko se to zgodi, njegovega oksida, Re ₂ O ₇ , izpari pri visokih temperaturah in opeklin z rumenkasto-zeleno plamenom. Kosi rena se upirajo napadu koncentriranega HNO ₃ ; ko pa je vroče, se raztopi, da ustvari rensko kislino in dušikov dioksid, ki postane raztopina rjava:

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

Kemija renija je ogromna, saj lahko tvori spojine s širokim spektrom oksidacijskih števil, pa tudi vzpostavi kvadrupolno vez med dvema atoma renija (štiri Re-Re kovalentne vezi).

Struktura in elektronska konfiguracija

Elektronska lupina renija. Avtor: Uporabnik: GregRobson (Greg Robson). Wikimedia commons

Atomi renija se v svojih kristalih združujejo in tvorijo kompaktno šestkotno strukturo, hcp, za katero je značilno, da je zelo gosta. To je skladno z dejstvom, da gre za kovino z visoko gostoto. Kovinska vez, produkt prekrivanja njihovih zunanjih orbital, ohranja atome Re močno kohezivne.

V tej kovinski vezi, Re-Re, sodelujejo valenčni elektroni, ki so v skladu z elektronsko konfiguracijo:

4f ¹⁴ 5d ⁵ 6s ²

Načeloma se orbita 5d in 6s prekrivata, da se kompaktni atomi Re stisnejo v strukturi hcp. Upoštevajte, da njeni elektroni dosežejo skupno 7, kar ustreza številu njegove skupine na periodični tabeli.

Oksidacijske številke

Elektronska konfiguracija renija nam omogoča, da naenkrat vidimo, da lahko njegov atom izgubi do 7 elektronov, da postane hipotetični kation Re ⁷⁺ . Kadar se domneva obstoj Re ⁷⁺ v katerikoli renijevi spojini, na primer v Re ₂ O ₇ (Re ₂⁷⁺ O ₇^2- ), naj bi imelo oksidacijsko število +7, Re ( VII).

Druge pozitivne oksidacijske številke za renij so: +1 (Re ⁺ ), +2 (Re ²⁺ ), +3 (Re ³⁺ ) in tako naprej do +7. Prav tako lahko renij pridobi elektrone s tem, da postane anion. V teh primerih naj bi imeli negativno oksidacijsko število: -3 (Re ^3- ), -2 (Re ^2- ) in -1 (Re ^- ).

Prijave

Bencin

Renij se skupaj s platino uporablja za ustvarjanje katalizatorjev, ki povečajo oktansko stopnjo bencina in hkrati znižujejo vsebnost svinca. Po drugi strani pa se renijevi katalizatorji uporabljajo za večkratne reakcije hidrogeniranja, kar je posledica njihove odpornosti na zastrupitev z dušikom, fosforjem in žveplom.

Ognjevzdržne superlolone

Renij je ognjevzdržna kovina zaradi visokega tališča. Zato je dodan nikljevim zlitinam, da postanejo ognjevzdržne in odporne na visoke pritiske in temperature. Te super-zlitine se večinoma uporabljajo za načrtovanje turbin in motorjev za vesoljsko plovilo.

Volframova nitka

Renij lahko tvori tudi zlitine z volframom, kar izboljša njegovo duktilnost in zato olajša izdelavo filamentov. Ti renovi-volframovi filamenti se uporabljajo kot rentgenski viri in za načrtovanje termoparalov, ki lahko merijo temperature do 2200 ° C.

Prav tako so se ti renski nitki nekoč uporabljali za bliskavice arhaičnih kamer, zdaj pa za sijalke izpopolnjene opreme; kot je masni spektrofotometer.

Reference

Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
Sarah Pierce. (2020). Renij: Uporabe, zgodovina, dejstva in izotopi. Študij. Pridobljeno: study.com
Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2020). Renij PubChem Database., CID = 23947. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Wikipedija. (2020). Renij Pridobljeno: en.wikipedia.org
Dr. Doug Stewart. (2020). Dejstva o elementu renija Pridobljeno: chemicool.com
Eric Scerri. (18. november 2008). Renij Kemija v njenih elementih. Pridobljeno: chemistryworld.com

RENIJ: ODKRITJE, LASTNOSTI, STRUKTURA, UPORABE - KEMIJA - 2025