RENIJ: OTKRIĆE, SVOJSTVA, STRUKTURA, KORISTI - KEMIJA - 2026

Renij je metalni element, čija kemijska oznaka je Re, i stavi u skupini 7 periodičkog, dva mjesta ispod mangana. Dijeli s tim i tehnetijum svojstvo izlaganja više brojeva ili oksidacijskih stanja, od +1 do +7. Također tvori anion nazvan perhenat, ReO ₄ ^-, analogan permanganatu, MnO ₄ ^-.

Ovaj je metal jedan od najrjeđih i rijetkih u prirodi, tako da je njegova cijena visoka. Izvlači se kao nusproizvod rudnika molibdena i bakra. Jedno od najrelevantnijih svojstava renija je talište koje je jedva premašio ugljik i volfram, a njegova visoka gustoća dvostruko veća od olova.

Renijska metalna sfera. Izvor: Hi-Res slike kemijskih elemenata / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Njegovo otkriće ima kontroverzni i nesretni previd. Naziv 'renij' potječe od latinske riječi 'rhenus', što znači Rajna, poznata njemačka rijeka u blizini mjesta na kojem su djelovali njemački kemičari koji su izolirali i identificirali ovaj novi element.

Renij ima brojne namjene, među kojima se ističe rafiniranje oktanskog broja benzina, kao i u proizvodnji vatrostalnih super-legura, namijenjenih za sastavljanje turbina i motora zrakoplovnih brodova.

Otkriće

Postojanje dvaju teških elemenata s kemijskim svojstvima sličnim onima mangana već se predviđalo od 1869. preko periodične tablice ruskog kemičara Dmitrija Mendeleeva. Međutim, tada nije bilo poznato koji bi trebao biti njihov atomski broj; i upravo je ovdje 1913. godine uvedeno predviđanje engleskog fizičara Henryja Moseleya.

Prema Moseleyu, ova dva elementa koja pripadaju manganovoj skupini moraju imati atomske brojeve 43 i 75.

Nekoliko godina ranije, međutim, japanski kemičar Masataka Ogawa otkrio je navodni element 43 u uzorku minerala torianita. Nakon što je 1908. objavio svoje rezultate, htio je ovaj element krstiti imenom 'Niponio'. Nažalost, tadašnji kemičari dokazali su da Ogawa nije otkrio element 43.

I tako su prošle godine kada su 1925. godine trojica njemačkih kemičara: Walter Noddack, Ida Noddack i Otto Berg pronašli element 75 u mineralnim uzorcima kolumbita, gadolinita i molibdenita. Oni su mu dali ime renij, u čast njemačke rijeke Rajne (na latinskom jeziku Rhenus).

Greška Masataka Ogawe bila je u pogrešnom prepoznavanju elementa: otkrio je renij, a ne element 43, danas nazvan tehnetium.

Svojstva renija

Renijska situacija u periodičnoj tablici. ! Izvornik: AhoerstemeierVector: Sushant savla / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Fizički izgled

Renij se obično prodaje u obliku sivkastog praha. Njegovi metalni komadi, uglavnom sferne kapi, srebrno su sivi, koji su ujedno i sjajni.

Molekulska masa

186.207 g / mol

Atomski broj

75

Talište

3186 ºC

Vrelište

5630 ºC

Gustoća

-U sobna temperatura: 21.02 g / ³

-Tako u talište: 18,9 g / ³

Renij je metal koji je gotovo dvostruko gušći od samog olova. Tako se sfera renija težine 1 gram može izjednačiti s robusnim olovnim kristalima iste mase.

Elektronegativnost

1.9 na Paulingovoj skali

Ionizirajuće energije

Prvo: 760 kJ / mol

Drugo: 1260 kJ / mol

Treće: 2510 kJ / mol

Molarni toplinski kapacitet

25,48 J / (mol K)

Toplinska vodljivost

48,0 W / (m K)

Električni otpor

193 nΩ m

Mohsova tvrdoća

7

izotopi

Atomi renija nalaze se u prirodi kao dva izotopa: ¹⁸⁵ Re, s obiljem od 37,4%; i ¹⁸⁷ Re, s obiljem od 62,6%. Renij je jedan od onih elemenata čiji je najbrojniji izotop radioaktivan; međutim, poluživot ¹⁸⁷ Re je vrlo dug (4,12 · 10 ¹⁰ godina), pa se praktično smatra stabilnim.

Reaktivnost

Renij metal je materijal otporan na hrđu. Kada se to dogodi, njegov oksid, Re ₂ O ₇, isparava na visokim temperaturama i opeklina s žućkasto-zelena plamena. U Renijevi komada otpor prema koncentrirane HNO ₃; ali kad je vruće, otapa se da bi stvorio reničnu kiselinu i dušični dioksid, koji postaje otopina smeđa:

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

Kemija renija je golema jer može stvoriti spojeve sa širokim spektrom oksidacijskih brojeva, kao i uspostaviti četveropolnu vezu između dva atoma renija (četiri Re-Re kovalentne veze).

Struktura i elektronička konfiguracija

Elektronska ljuska renija. Autor: Korisnik: GregRobson (Greg Robson). Wikimedia commons

Atomi renija grupiraju se u svoje kristale kako bi tvorili kompaktnu šesterokutnu strukturu, hcp, za koju je karakteristično da je vrlo gusta. To je u skladu s činjenicom da je to metal visoke gustoće. Metalna veza, produkt preklapanja njihovih vanjskih orbitala, održava Re atome snažno kohezivnim.

U ovoj metalnoj vezi, Re-Re, sudjeluju valentni elektroni koji su u skladu s elektroničkom konfiguracijom:

4f ¹⁴ 5d ⁵ 6s ²

U principu, to su 5d i 6s orbitale koje se preklapaju da kompaktne Re atome u strukturi hcp. Imajte na umu da se njeni elektroni sastoje do ukupno 7, što odgovara broju njegove skupine na periodičnoj tablici.

Oksidacijski brojevi

Elektronska konfiguracija renija omogućava nam da odmah vidimo da je njegov atom sposoban da izgubi do 7 elektrona i postane hipotetički kation Re ⁷⁺. Kada se pretpostavlja postojanje Re ⁷⁺ u bilo kojem renijevom spoju, na primjer, u Re ₂ O ₇ (Re ₂ ⁷⁺ O ₇ ^2-), kaže se da ima oksidacijski broj +7, Re (VII).

Ostali brojevi pozitivne oksidacije za renij su: +1 (Re ⁺), +2 (Re ²⁺), +3 (Re ³⁺), itd. Do +7. Isto tako, renij može dobiti elektrone postajući anion. U tim se slučajevima navodi da ima negativan oksidacijski broj: -3 (Re ^3-), -2 (Re ^2-) i -1 (Re ^-).

Prijave

Benzin

Renij, zajedno s platinom, koristi se za stvaranje katalizatora koji povećavaju oktansku ocjenu benzina, a istovremeno smanjuju njegov sadržaj olova. S druge strane, renijevi katalizatori koriste se za višestruke reakcije hidrogeniranja, što je posljedica njihove otpornosti na otrovanje dušikom, fosforom i sumporom.

Vatrostalne super-legure

Renij je vatrostalni metal zbog visoke točke taljenja. Zbog toga se dodaje legurama nikla kako bi bile vatrostalne i otporne na visoke pritiske i temperature. Ove super-legure uglavnom se koriste za projektiranje turbina i motora za zrakoplovne brodove.

Volframova vlakna

Renij također može tvoriti legure s volframom, što poboljšava njegovu duktilnost i stoga olakšava proizvodnju filamenata. Ti se renski volframovi filamenti koriste kao izvori rendgenskih zraka, a za dizajn termoparova koji mogu mjeriti temperature do 2200 ° C.

Isto tako su se ti renski vlakna nekad koristili za bljeskove arhaičnih kamera, a sada za svjetiljke sofisticirane opreme; poput masenog spektrofotometra.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
2. Sarah Pierce. (2020). Renij: Upotrebe, povijest, činjenice i izotopi. Studija. Oporavilo od: study.com
3. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2020). Renij. PubChem baza podataka., CID = 23947. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2020). Renij. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
5. Dr. Doug Stewart. (2020). Činjenice elementa renije. Oporavilo od: chemicool.com
6. Eric Scerri. (18. studenog 2008.). Renij. Kemija u njenim elementima. Oporavilo od: chemistryworld.com