Renijum
 | |||||||||||||||||
| Opšta svojstva | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ime, simbol | renijum, Re | ||||||||||||||||
| Izgled | srebrnasto-siv | ||||||||||||||||
| U periodnome sistemu | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Atomski broj (Z) | 75 | ||||||||||||||||
| Grupa, perioda | grupa 7, perioda 6 | ||||||||||||||||
| Blok | d-blok | ||||||||||||||||
| Kategorija | prelazni metal | ||||||||||||||||
| Rel. at. masa (Ar) | 186,207(1)[1] | ||||||||||||||||
| El. konfiguracija | |||||||||||||||||
po ljuskama | 2, 8, 18, 32, 13, 2 | ||||||||||||||||
| Fizička svojstva | |||||||||||||||||
| Tačka topljenja | 3459 K (3186 °C, 5767 °F) | ||||||||||||||||
| Tačka ključanja | 5903 K (5630 °C, 10.170 °F) | ||||||||||||||||
| Gustina pri s.t. | 21,02 g/cm3 | ||||||||||||||||
| tečno st., na t.t. | 18,9 g/cm3 | ||||||||||||||||
| Toplota fuzije | 60,43 kJ/mol | ||||||||||||||||
| Toplota isparavanja | 704 kJ/mol | ||||||||||||||||
| Mol. topl. kapacitet | 25,48 J/(mol·K) | ||||||||||||||||
Napon pare
| |||||||||||||||||
| Atomska svojstva | |||||||||||||||||
| Elektronegativnost | 1,9 | ||||||||||||||||
| Energije jonizacije | 1: 760 kJ/mol 2: 1260 kJ/mol 3: 2510 kJ/mol (ostale) | ||||||||||||||||
| Atomski radijus | 137 pm | ||||||||||||||||
| Kovalentni radijus | 151±7 pm | ||||||||||||||||
 | |||||||||||||||||
| Ostalo | |||||||||||||||||
| Kristalna struktura | zbijena heksagonalna (HCP) | ||||||||||||||||
| Brzina zvuka tanak štap | 4700 m/s (na 20 °C) | ||||||||||||||||
| Topl. širenje | 6,2 µm/(m·K) | ||||||||||||||||
| Topl. vodljivost | 48,0 W/(m·K) | ||||||||||||||||
| Elektrootpornost | 193 nΩ·m (na 20 °C) | ||||||||||||||||
| Magnetni raspored | paramagnetičan[2] | ||||||||||||||||
| Magnetna susceptibilnost (χmol) | +67,6·10−6 cm3/mol (293 K)[3] | ||||||||||||||||
| Jangov modul | 463 GPa | ||||||||||||||||
| Modul smicanja | 178 GPa | ||||||||||||||||
| Modul stišljivosti | 370 GPa | ||||||||||||||||
| Poasonov koeficijent | 0,30 | ||||||||||||||||
| Mosova tvrdoća | 7,0 | ||||||||||||||||
| Vikersova tvrdoća | 1350–7850 MPa | ||||||||||||||||
| Brinelova tvrdoća | 1320–2500 MPa | ||||||||||||||||
| CAS broj | 7440-15-5 | ||||||||||||||||
| Istorija | |||||||||||||||||
| Imenovanje | po reci Rajni (nemački: Rhein) | ||||||||||||||||
| Otkriće | Masataka Ogava (1908) | ||||||||||||||||
| Prva izolacija | Masataka Ogava (1919) | ||||||||||||||||
| Imenovanje i eponim | Volter Nodak, Ajda Nodak, Oto Berg (1925) | ||||||||||||||||
| Glavni izotopi | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
Renijum (Re, lat. rhenium) prelazni je metal sa atomskim brojem 75.[4][5] Ime je dobio po reci Rajni. To je srebreno-svetli, teški prelazni metal, iz šeste periode i 7. grupe periodnog sistema elemenata. Sa procenjenom prosečnom koncentracijom od 0,0000001%, renijum spada među najređe elemente u Zemljinoj kori. U elementarnom stanju, on ima, u zavisnosti od izvora, treću najvišu tačku topljenja i najvišu tačku ključanja od svih elemenata (5596[6] ili 5630 °C). Renijum je u hemijskom smislu dosta sličan manganu i tehnecijumu, a dobija se kao nusproizvod izdvajanja i rafiniranja ruda molibdena i bakra. On se u svojim jedinjenjima nalazi u vrlo širokom spektru oksidacionih stanja koja se kreću od -1 do +7. Otkriven 1925. godine, bio je poslednji stabilni element koji je otkriven u prirodi.
Superlegure renijuma zasnovane na niklu koriste se u komorama za sagorevanje, za izradu lopatica turbina i mlaznica za ispušne gasove kod mlaznih motora. Te legure sadrže i do 6% renijuma, što čini proizvodnju mlaznih motora najvećim pojedinačnim potrošačem ovog elementa, dok se nakon nje nalazi katalitička hemijska industrija kao drugi najveći potrošač renijuma. Zbog vrlo slabe dostupnosti u relativnom odnosu na potražnju, renijum je jedan od najskupljih metala, a njegova prosečna cena u aprilu 2015. iznosila je približno 2.750 US$ po kilogramu. On je takođe i jedan od metala od strateškog vojnog značaja, zbog svoje upotrebe u vojnim raketnim i mlaznim motorima visokih performansi.[7]
Istorija
[uredi | uredi izvor]Renijum (lat. Rhenus u značenju: (reka) Rajna)[8] je bio poslednji među otkrivenim hemijskim elementima koji je imao stabilne izotope (drugi novi elementi otkriveni u prirodi nakon njega, poput francijuma, su radioaktivni).[9] Postojanje do tada još neotkrivenog elementa na današnjem mjestu renijuma u periodnom sistemu prvi je predvideo Dmitrij Mendeljejev. Druga izračunata predviđanja dobio je Henri Mozli 1914. godine.[10]
Generalno se smatra da su renijum otkrili naučnici Volter Nodak, Ajda Nodak i Oto Berg u Nemačkoj. Oni su 1925. objavili da su otkrili novi element u rudi platine te u mineralu kolumbitu. Takođe, tragove renijuma pronašli su i u mineralima gadolinitu i molibdenitu.[11] Godine 1928. oni su uspeli da izdvoje 1 gram novog elementa prerađujući 660 kg minerala molibdenita.[12] Taj proces je bio toliko komplikovan i skup da je njegova proizvodnja prestala sve do početka 1950-ih kada su proizvedene legure volfram-renijuma i molibden-renijuma. Te legure su našle vrlo važne načine primene u industriji koje su rezultirale ogromnim skokom u potražnji za renijumom, dobijenim iz molibdenitske frakcije porifirnih ruda bakra. Procenjuje se da je 1968. godine oko 75% metalnog renijuma u SAD potrošeno za istraživanje i razvoj legura refraktornih metala. Od tada je prošlo nekoliko godina pre nego što su superlegure ušle u široku upotrebu.[13][14]
Japanski naučnik Masataka Ogava objavio je 1908. otkriće 43. elementa periodnog sistema (danas tehnecijum) i dao mu ime niponijum (Np) prema Japanu (Nippon na japanskom). Međutim, kasnija analiza pokazala je prisustvo renijuma (elementa 75), a ne tehnecijuma.[15] Mnogo kasnije, simbol Np je dodeljen elementu neptunijumu.
Osobine
[uredi | uredi izvor]Renijum je srebrnasto-svetli metal, koji ima jednu od najviših tački topljenja od elemenata, izuzev volframa i ugljenika. Takođe, renijum ima i drugu najvišu tačku ključanja od svih elemenata, iza volframa. Osim toga, jedan je od najgušćih elemenata, a od njega samo platina, iridijum i osmijum imaju veću gustinu. Renijum ima heksagonalnu, gusto pakovanu kristalnu strukturu, sa parametrima rešetke a = 276,1 pm i c = 445,6 pm.[16] U komercijalnom obliku obično je u formi praha, ali se ovaj element može prevesti i u veće komade presovanjem i sinterovanjem u vakuumu ili atmosferi vodonika. Takvim procesom dobijaju se kompaktni čvrsti komadi koji imaju gustinu iznad 90% metalnog renijuma. Kad se ovaj metal žari, postaje duktilan te se može kovati, savijati ili mehanički obrađivati.[17] Legure renijuma i molibdena su superprovodnici pri 10 K. Legure volframa i renijuma su takođe superprovodljive[18] na temperaturi od 4 do 8 K, u zavisnosti od legure. Čisti metalni renijum je superprovodljiv na temperaturi od 1,697 ± 0,006 K.[19][20]
U obliku većih komada pri sobnoj temperaturi i atmosferskom pritisku, ovaj element je otporan na baze, sumpornu i hlorovodoničnu kiselinu, razblaženu (ali ne i koncentriranu) azotnu kiselinu i carsku vodu.
Izotopi
[uredi | uredi izvor]Renijum ima samo jedan stabilni izotop, renijum-185, ali koji se zapravo javlja mnogo manje od drugog prirodnog, neznatno radioaktivnog izotopa. Ovakva situacija zapažena je kod još samo dva elementa, indijuma i telura. Prirodni renijum sastoji se iz samo 37,4% stabilnog izotopa 185Re i 62,6% izotopa 187Re koji je slabo radioaktivan ali ima vrlo dugo vreme poluraspada (duže od 40 milijardi godina). Istraživanja su pokazala da se njegovo vreme poluraspada može znatno skratiti uticajem na stanje naelektrisanja atoma (jonizovanjem).[21][22]
Beta-raspad 187Re se koristi za renijum-osmijsko datiranje ruda. Dostupna energija za ovaj beta raspad (2,6 keV) je jedna od najnižih poznatih među svim radionuklidima. Nuklearni izomer renijum-186m je značajan kao jedan od najduže živućih metastabilnih izotopa sa vremenom poluraspada od oko 200 hiljada godina. Postoji 25 drugih poznatih radioaktivnih izotopa renijuma.[23]
Rasprostranjenost
[uredi | uredi izvor]
Renijum je jedan od najređih elemenata u Zemljinoj kori sa prosečnom koncentracijom 1 ppb (1 na milijardu delova);[24] dok drugi izvori navode podatak od 0,5 ppb, što ga čini 77. elementom po rasprostranjenosti u Zemljinoj kori.[25] Renijum se u prirodi vjerovatno ne može naći u elementarnom obliku (njegova moguća prirodna forma nije poznata), ali se javlja u količini do 0,2%[24] u mineralu molibdenitu (koji je najvećim delom molibden disulfid), koji je ujedno i njegov najveći komercijalni izvor. Pronađeni su takođe primerci tog minerala koji su u sebi sadržavali do 1,88% renijuma.[26] Čile ima najveće poznate svetske rezerve renijuma, kao deo depozita ruda bakra te je 2005. bio najveći proizvođač ovog metala.[27] Tek nedavno pronađen je i opisan prvi mineral renijuma (1994. godine), sulfidni mineral (ReS2) kondenzovan iz fumarole u ruskom vulkanu Kudrjavij (rus. Кудрявый), na ostrvu Iturup u arhipelagu Kurilskih ostrva.[28] Taj vulkan ispušta od 20-60 kg renijuma godišnje, uglavnom u obliku renijum-sulfida.[29][30] Mineral je dobio ime reniit, a ovaj retki mineral postiže veoma visoke cene među kolekcionarima.[31]
Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ Meija, J.; et al. (2016). „Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265—291. doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ^ Lide, D. R., ур. (2005). „Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds”. CRC Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (86th изд.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. Архивирано из оригинала 03. 03. 2011. г. Приступљено 13. 01. 2021.
- ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
- ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
- ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga.
- ^ Rhenium: enthalpies and thermodynamics, na stranici webelements.com, pristupljeno 26. decembra 2015.
- ^ „Rhenium”. MetalPrices.com. Архивирано из оригинала 15. 01. 2012. г. Приступљено 2. 2. 2012.
- ^ Hans Georg Tilgner (2000). Forschen Suche und Sucht (на језику: немачки). Books on Demand. ISBN 978-3-89811-272-7.
- ^ „Rhenium: Statistics and Information”. Minerals Information. Geološki zavod SAD. 2011. Приступљено 25. 5. 2011.
- ^ Henry Moseley (1914). „The High-Frequency Spectra of the Elements, Part II”. Philosophical Magazine. 27 (160): 703—713. doi:10.1080/14786440408635141. Архивирано из оригинала 22. 1. 2010. г. Приступљено 26. 12. 2015.
- ^ Noddack W.; Tacke, I.; Berg, O. (1925). „Die Ekamangane”. Naturwissenschaften. 13 (26): 567—574. Bibcode:1925NW.....13..567.. doi:10.1007/BF01558746.
- ^ Noddack W.; Noddack, I. (1929). „Die Herstellung von einem Gram Rhenium”. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на језику: немачки). 183 (1): 353—375. doi:10.1002/zaac.19291830126.
- ^ Trends in usage of rhenium: Report. Komitet o tehničkim aspektima kritičnih i strateških materijala (Nacionalno istraživačko vijeće SAD). 1968. стр. 4—5.
- ^ Savitskiĭ Evgeniĭ Mikhaĭlovich; Tulkina Mariia Aronovna; Povarova Kira Borisovna (1970). Rhenium alloys.
- ^ 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 (8): 1305—1310. Bibcode:2004AcSpe..59.1305Y. doi:10.1016/j.sab.2003.12.027.
- ^ L.G. Liu; Takahashi T.; Bassett W. A. (1970). „Effect of pressure and temperature on lattice parameters of rhenium”. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 31 (6): 1345—1351. Bibcode:1970JPCS...31.1345L. doi:10.1016/0022-3697(70)90138-1.
- ^ C. R. Hammond (2004). „The Elements”. Handbook of Chemistry and Physics (81. изд.). CRC press. ISBN 0-8493-0485-7.
- ^ Neshpor V. S.; Novikov, V. I.; Noskin, V. A.; Shalyt, S. S. (1968). „Superconductivity of Some Alloys of the Tungsten-rhenium-carbon System”. Soviet Physics JETP. 27: 13. Bibcode:1968JETP...27...13N.
- ^ Haynes, William M., ур. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. изд.). CRC Press. стр. 12.60. ISBN 1439855110.
- ^ Daunt, J. G.; Lerner, E. „The Properties of Superconducting Mo-Re Alloys”. Defense Technical Information Center. Архивирано из оригинала 6. 2. 2017. г. Приступљено 26. 12. 2015.
- ^ Bill Johnson (1993). „How to Change Nuclear Decay Rates”. math.ucr.edu. Приступљено 26. 12. 2015.
- ^ Bosch F.; Faestermann T.; Friese J.; et al. (1996). „Observation of bound-state β− decay of fully ionized 187Re: 187Re-187Os Cosmochronometry”. Physical Review Letters. 77 (26): 5190—5193. Bibcode:1996PhRvL..77.5190B. PMID 10062738. doi:10.1103/PhysRevLett.77.5190.
- ^ Audi Georges; et al. (2003). „The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties”. Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729: 3—128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- ^ а б N. N. Greenwood; A. Earnshaw (1988). Chemie der Elemente (1 изд.). Weinheim. стр. 1339. ISBN 3-527-26169-9.
- ^ Emsley John (2001). „Rhenium”. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, Engleska, UK: Oxford University Press. стр. 358—360. ISBN 0-19-850340-7.
- ^ Rouschias, George (1974). „Recent advances in the chemistry of rhenium”. Chemical Reviews. 74 (5): 531. doi:10.1021/cr60291a002.
- ^ Steve T Anderson. „2005 Minerals Yearbook: Chile” (PDF). Geološki zavod SAD. Приступљено 26. 10. 2008.
- ^ Korzhinsky M.A.; Tkachenko, S. I.; Shmulovich, K. I.; et al. (5. 5. 2004). „Discovery of a pure rhenium mineral at Kudriavy volcano”. Nature. 369 (6475): 51—52. Bibcode:1994Natur.369...51K. doi:10.1038/369051a0.
- ^ Kremenetsky A. A.; Chaplygin I. V. (2010). „Concentration of rhenium and other rare metals in gases of the Kudryavy Volcano (Iturup Island, Kurile Islands)”. Doklady Earth Sciences. 430: 114. Bibcode:2010DokES.430..114K. doi:10.1134/S1028334X10010253.
- ^ Tessalina S; Yudovskaya M.; et al. (2008). „Sources of unique rhenium enrichment in fumaroles and sulphides at Kudryavy volcano”. Geochimica et Cosmochimica Acta. 72 (3): 889. Bibcode:2008GeCoA..72..889T. doi:10.1016/j.gca.2007.11.015.
- ^ „The Mineral Rheniite”. Amethyst Galleries.
Spoljašnje veze
[uredi | uredi izvor]
- Rhenium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
| Državne | |
|---|---|
| Ostale | |
