Rhenium efter Rhenus det latinske navn for Rhinen er det 75 grundstof i det periodiske system og har det kemiske symbol

Rhenium (efter Rhenus; det latinske navn for Rhinen) er det 75. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Re: Under normale tryk- og temperaturforhold optræder dette overgangsmetal som et gråhvidt, sølvskinnende og meget tungt metal.

Rhenium

Gråhvidt metal

Periodiske system

Generelt

Atomtegn

Re

Atomnummer

75

Elektronkonfiguration

2, 8, 18, 32, 13, 2

Blok

d

CAS-nummer

7440-15-5

Atomare egenskaber

Atommasse

186,207

Kovalent radius

159 pm

Elektronkonfiguration

[Xenon] 4f¹⁴ 5d⁵ 6s²

Elektroner i hver skal

2, 8, 18, 32, 13, 2

Kemiske egenskaber

Oxidationstrin

7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3
(svagt surt oxid)

1,9 (Paulings skala)

Hexagonal

Massefylde (fast stof)

21,02 g/cm³

Massefylde (væske)

18,9 g/cm³

Smeltepunkt

3459K / 3186 °C

Kogepunkt

5869K / 5596 °C

Smeltevarme

60,43 kJ/mol

Fordampningsvarme

704 kJ/mol

Varmefylde

(25 °C) 25,8 J·mol^–1K^–1

Varmeledningsevne

(300K) 48,0 W·m^–1K^–1

Varmeudvidelseskoeff.

(25 °C) 6,2 μm/m·K

Elektrisk resistivitet

(20 °C) 193 nΩ·m

Magnetiske egenskaber

Ukendt

Mekaniske egenskaber

Youngs modul

463 GPa

Forskydningsmodul

178 GPa

Kompressibilitetsmodul

370 GPa

Poissons forhold

0,30

Hårdhed (Mohs' skala)

7,0

Hårdhed (Vickers)

2450 MPa

Hårdhed (Brinell)

1320 MPa

Egenskaber

Blandt grundstofferne overgås rheniums smeltepunkt på 3186 grader Celsius kun af wolfram og kulstof, og ligeledes er rhenium med en massefylde på godt 21 gram per kubikcentimeter tungere end alle andre grundstoffer på nær platin, iridium og osmium.

Rhenium er det mest "alsidige" grundstof med hensyn til oxidationstrin; det kan optræde i alle trin fra −3 til +7, om end +7, +6, +4, +2 og −1 er de mest almindelige.

Mens rent rhenium-metal er superledende ved temperaturer under 2,4 Kelvin, så findes der en række rhenium-holdige legeringer med højere kritiske temperatur: Rhenium-molybdæn er superledende ved op til 10K, og rhenium-wolfram op til mellem 4 og 8K.

Tekniske anvendelser

Rhenium bruges i specielle legeringer til brug i bl.a. komponenter til jetmotorer, og tilsættes andre legeringer for at gøre dem duktile og formbare. Atter andre legeringer med rhenium og wolfram benyttes i visse typer røntgenstrålingskilder, i termoelementer der kan måle temperaturer helt op til 2200 °C, og i elektriske kontakter der skal kunne modstå hårdt slid og de korroderende virkninger af lysbuer.

Rhenium indgår i forskellige former for katalysatorer; her har det den fordel at det er modstandsdygtig overfor ; det at de stoffer hvis reaktion katalysatoren skal lette, binder sig til katalysatoren i stedet for at reagere indbyrdes. Rheniumbaserede katalysatorer bruges til fremstilling af blyfri benzin med høje oktantal, og i visse former for .

Rhenium bruges i glødetråde til specielle formål, herunder i , og i elektroniske blitzlys til fotografering. I forbindelse med bor danner rhenium ; et ekstremt hårdt materiale.

Forekomst og udvikling

Rhenium findes i ganske små mængder ud over det meste af Jorden, men blot en ppb, svarende til ét milligram rhenium ud af hvert ton jordskorpe-materiale, og først i 1994 fandt man et egentligt rhenium-mineral i en forekomst ved vulkanen på en af Kurilerne i Rusland. Det er dog ikke økonomisk rentabelt at udnytte denne forekomst.

Verdensproduktionen af rhenium andrager mellem 40 og 50 tons om året: Chile har de største reserver af rheniumholdige stoffer i deres undergrund, og var også den største producent af rhenium i 2005, fulgt af USA og Kasakhstan. Hertil bidrager genbrug af brugte rhenium- og platin-baserede katalysatorer med yderligere cirka 10 tons.

Kommerciel udvinding af rhenium sker fra molybdænmalme der også indeholder ; disse malme indeholder mellem 0,002 og 0,2 procent rhenium. Metallet udskilles ved reduceres med brint ved høje temperaturer.

Historie

Rhenium blev opdaget som det næstsidste af de naturligt forekommende grundstoffer, og som det sidst opdagede grundstof der skulle vise sig at have stabile (ikke-radioaktive) isotoper. Henry Moseley havde ud fra undersøgelser fundet ud af at der måtte eksistere et grundstof på plads nr. 75 i det periodiske system. Den egentlige opdagelse af selve stoffet rhenium tilskrives , Ida Tacke og i Tyskland, som i 1925 meddelte at de havde fundet dette grundstof i platinmalme og i mineralerne , og . I 1928 udvandt de ét gram rhenium ved at behandle 660 kilogram molybdenit.

Udvindingen af rhenium var så omstændelig og kostbar, at en egentlig produktion af det først kom i gang omkring 1950, da visse rheniumlegeringer fandt anvendelser indenfor industrien.

Den japanske kemiker meddelte i 1908 at han havde fundet grundstoffet der passede til plads nr. 43 i det periodiske system (der i dag tilskrives stoffet technetium). Senere analyse af hans arbejde og resultater tyder på at det han var kommet på sporet af i virkeligheden var grundstof nr. 75; rhenium – fire år før Moseleys opdagelse, og 17 år før Noddack, Tacke og Berg udvandt stoffet.

Isotoper af rhenium

Naturligt forekommende rhenium består for 37.4 procents vedkommende af det stabile ¹⁸⁵Re, samt 62.6% ¹⁸⁷Re, som er svagt radioaktivt, men med en ekstremt lang halveringstid på 41,2 milliarder år. Dertil findes 26 radioaktive isotoper med langt kortere halveringstider.

Wikimedia Commons har medier relateret til:

Rhenium