Rhenium

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Eigenschaften
Wolfram - Rhenium - Osmium
Tc
Re
Bh  
 
 
[Xe]4f145d56s2
187
75
Re
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Rhenium, Re, 75
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 7 (VIIB), 6, d
Aussehen gräulich weiß
Massenanteil an der Erdhülle 1 · 10-7 %
Atomar
Atommasse 186,207
Atomradius (berechnet) 135 (188) pm
Kovalenter Radius 159 pm
van der Waals-Radius -
Elektronenkonfiguration [Xe]4f145d56s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 32, 13, 2
1. Ionisierungsenergie 760 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1260 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 2510 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 3640 kJ/mol
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Dichte 21030 kg/m^3
Kristallstruktur hexagonal
Magnetismus -
Schmelzpunkt 3459 K (3186 °C)
Siedepunkt 5869 K (5596 °C)
Molares Volumen 8,86 · 10-6 m3/mol
Verdampfungswärme 715 kJ/mol
Schmelzwärme 33,2 kJ/mol
Dampfdruck 3,24 Pa bei 3453 K
Schallgeschwindigkeit 4700 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 137 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 5,42 · 106 S/m
Wärmeleitfähigkeit 47,9 W/(m · K)
Chemisch
Oxidationszustände -2, 2, 4, 6
Hydride und Oxide (Basizität) (leicht sauer)
Normalpotential -0,251 V (ReO2 + 4H+ + 4e-
→ Re + 2H2O)
Elektronegativität 1,9 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
183Re {syn.} 70,0 d ε 0,556 183W
184Re {syn.} 38,0 d ε 1,483 184W
185Re 37,4 % Re ist stabil mit 110 Neutronen
186Re {syn.} 89,25 h β-
ε 		1,069
0,582 		186Os
186W
186mRe {syn.} 200.000 a IT
β- 		0,149
1,218 		186Re
186Os
187Re 62,6 % 4,35 · 1010 a β-
α 		0,003
1,653 		187Os
183Ta
188Re {syn.} 17,021 h β- 2,120 188Os
189Re {syn.} 24,3 h β- 1,009 189Os
NMR-Eigenschaften
185Re 187Re
Kernspin 5/2 5/2
gamma / rad/T 6,084 · 107 6,023 · 107
Empfindlichkeit 0,137 0,133
Larmorfrequenz bei B = 4,7 T 45 MHz 45,5 MHz
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Rhenium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Re und der Ordnungszahl 75. Ein silberweiß glänzendes, seltenes, schweres, mehrwertiges Übergangsmetall, chemisch dem Mangan ähnelnd, wird es in einigen Werkstoffen verwandt.


Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Rhenium (lat. Rhenus für Rhein) war das letzte zu entdeckende chemische Element, das nicht radioaktiv ist.

1925 berichteten Walter Noddack, Ida Tacke, und Otto Berg über den Nachweis des Rheniums in Platinerz und im Niobit, als auch im Gadolinit und im Molybdänit.
1928 extrahierten sie aus 660 Kilogramm Molybdänit ein Gramm Rhenium.

Wegen der hohen Kosten begann die Herstellung nennenswerter Mengen erst ab 1950, als man für entwickelte Wolfram-Rhenium- und Molybdän-Rhenium-Legierungen einen größeren Bedarf hatte.

Vorkommen

Rhenium kommt natürlich nicht elementar vor. In der Lithosphäre sind nur etwa 0,001 ppm enthalten. Rhenium wird aus den anfallenden molybdänhaltigen Abgasen und Flugaschen beim Abrösten sulfidischer Kupfererze gewonnen. Einige Molybdänerze enthalten etwa 0,002 - 0,2 % Rhenium. Metallisches Rhenium wird durch Reduktion von Ammoniumperrhenat mit Wasserstoff bei hohen Temperaturen gewonnen. 1994 entdeckte man das erste Rheniummineral Rheniumsulfid ReS2 am Gipfelkrater des Vulkans Kudriavy.

Eigenschaften

Der Schmelzpunkt des silbrig weiß glänzenden Rheniums wird nur von den Elementen Wolfram und Kohlenstoff übertroffen. Auch die hohe Dichte wird nur von drei Elementen übertroffen, Platin, Iridium und Osmium.
In Verbindungen liegt Rhenium meistens in den Oxidationsstufen +7, +6, +4, +2 und -1 vor, aber auch die Stufen +1, +3, +5, sind möglich.
Gewöhnlich wird es als Metallpulver gehandelt. Durch Sintern im Vakuum oder in einer Wasserstoffatmosphäre kann es zu einem kompakten Werkstück mit einer Dichte von bis 90 % des metallischen Elementes verdichtet werden. Im geglühten Zustand ist es duktil und kann gebogen, gewickelt oder gewalzt werden.
Rhenium-Molybdän-Werkstoffe sind unterhalb von 10 K supraleitend.
An Luft wird Rhenium erst oberhalb von 1000 °C angegriffen. In oxidierenden Säuren reagiert es unter Bildung von Rhenium(VII)-Säure HReO4.

Verwendung

Platin-Rhenium-Katalysatoren werden zur Herstellung von bleifreiem hochoktanigem Benzin eingesetzt. Gegenüber reinen Platinkatalysatoren vergiften sie nicht so schnell und lassen sich besser regenerieren. Als Legierungszusatz in Superlegierungen zur Herstellung von Gasturbinenteilen erhöht es die Warmfestigkeit.

Andere Anwendungen :

  • Draht- und Drahtgestricke in Massenspektrometern und in Glühkathoden
  • Legierungszusatz für Molybdän- und Wolframlegierungen zur Verbesserung der Duktilität
  • Legierungszusatz in Drehanoden von Röntgenröhren
  • Legierungszusatz in hitzbeständigen Einkristalllegierungen auf Nickelbasis. Ein Zusatz von 2-3 % Rhenium stabilisiert den Einkristall.
  • Platin-Rhenium-Katalysatoren sind unempfindlich gegen Vergiftungserscheinungen durch Verkohlung. Sie werden daher in verschiedenen Kohlenwasserstoffsynthesen eingesetzt.
  • Wegen des geringen Abbrandes wird Rhenium als Kontaktwerkstoff für elektrische Schalter verwendet
  • Thermoelemente aus Rhenium-Wolfram werden zur Temperaturmessung bis zu 2200 °C eingesetzt
  • Bestandteil von Blitzlichtlampen in der Fotografie

Isotope

Natürlich vorkommendes Rhenium besteht aus einem stabilen Isotop und einem radioaktiven Isotop mit einer sehr langen Halbwertszeit. Zusätzlich sind 26 instabile Isotope nachgewiesen worden.

Vorsichtsmaßnahmen

Rhenium hat keine biologische Bedeutung für den menschlichen Organismus. Das Element wird als gering toxisch eingestuft. Toxizitätswerte sind nicht bekannt. Über die Giftigkeit von Rhenium ist wenig bekannt beziehungsweise sind noch nicht ausreichend erforscht.

Weblinks

Bild:Commons-logo.svg WikiCommons: Rhenium – Bilder, Videos oder Audiodateien
Von "http://de.freepedia.org/Rhenium.html"


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