RHENIUM: PENEMUAN, SIFAT, STRUKTUR, KEGUNAAN - KIMIA - 2026

The rhenium ialah unsur logam yang kimia simbol adalah Re, dan diletakkan di dalam kumpulan 7 dalam jadual berkala, dua anak tangga di bawah mangan. Ia berkongsi dengan ini dan technetium sifat mempamerkan beberapa nombor atau keadaan pengoksidaan, dari +1 hingga +7. Ia juga membentuk anion yang disebut perrhenate, ReO ₄ ^- , analog dengan permanganate, MnO ₄ ^- .

Logam ini adalah salah satu yang paling jarang dan langka di alam, jadi harganya tinggi. Ia diekstrak sebagai hasil sampingan dari perlombongan molibdenum dan tembaga. Salah satu sifat rhenium yang paling relevan adalah takat leburnya yang tinggi, hampir tidak melebihi karbon dan tungsten, dan ketumpatannya yang tinggi, dua kali ganda daripada timah.

Sfera logam Rhenium. Sumber: Imej Hi-Res Elemen Kimia / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Penemuannya mempunyai nada kontroversi dan malang. Nama 'rhenium' berasal dari perkataan Latin 'rhenus', yang bermaksud Rhine, sungai Jerman yang terkenal berhampiran tempat di mana ahli kimia Jerman yang mengasingkan dan mengenal pasti unsur baru ini berfungsi.

Rhenium mempunyai banyak kegunaan, di antaranya penyempurnaan jumlah oktan petrol menonjol, serta dalam pembuatan superalloy tahan api, yang ditujukan untuk pemasangan turbin dan mesin kapal aeroangkasa.

Penemuan

Kewujudan dua unsur berat dengan ciri kimia mirip dengan mangan telah diramalkan sejak tahun 1869, melalui jadual berkala ahli kimia Rusia Dmitri Mendeleev. Walau bagaimanapun, pada masa itu tidak diketahui berapa nombor atomnya; dan di sinilah pada tahun 1913 bahawa ramalan ahli fizik Inggeris Henry Moseley diperkenalkan.

Menurut Moseley, kedua unsur ini yang tergolong dalam kumpulan mangan mesti mempunyai nombor atom 43 dan 75.

Beberapa tahun sebelumnya, bagaimanapun, ahli kimia Jepun Masataka Ogawa telah menemui unsur 43 dalam sampel torianit mineral. Setelah mengumumkan hasilnya pada tahun 1908, dia ingin membaptis elemen ini dengan nama 'Niponio'. Malangnya, ahli kimia pada masa itu membuktikan bahawa Ogawa belum menemui unsur 43.

Oleh itu, tahun-tahun lain berlalu ketika pada tahun 1925 tiga ahli kimia Jerman: Walter Noddack, Ida Noddack, dan Otto Berg, menemui unsur 75 dalam sampel mineral kolumbit, gadolinit dan molibdenit. Ini memberinya nama rhenium, untuk menghormati sungai Rhine Jerman ('Rhenus', dalam bahasa Latin).

Kesalahan Masataka Ogawa adalah salah mengenal pasti elemen tersebut: dia telah menemui rhenium, bukan unsur 43, hari ini disebut technetium.

Sifat-sifat rhenium

Keadaan Rhenium dalam jadual berkala. ! Original: AhoerstemeierVector: Sushant savla / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Penampilan fizikal

Rhenium biasanya dipasarkan sebagai serbuk kelabu. Potongan logamnya, umumnya titisan sfera, berwarna kelabu perak, yang juga sangat berkilat.

Jisim molar

186.207 g / mol

Nombor atom

75

Takat lebur

3186 ºC

Takat didih

5630 ºC

Ketumpatan

-Pada suhu bilik: 21.02 g / cm ³

-Kanan pada titik lebur: 18.9 g / cm ³

Rhenium adalah logam yang hampir dua kali lebih tebal daripada plumbum itu sendiri. Oleh itu, sfera rhenium seberat 1 gram dapat disamakan dengan kristal timbal yang kuat dengan jisim yang sama.

Elektronegativiti

1.9 pada skala Pauling

Tenaga pengionan

Pertama: 760 kJ / mol

Kedua: 1260 kJ / mol

Ketiga: 2510 kJ / mol

Kapasiti haba molar

25.48 J / (mol K)

Kekonduksian terma

48.0 W / (m K)

Ketahanan elektrik

193 nΩ m

Mohs kekerasan

7

Isotop

Atom Rhenium berlaku di alam sebagai dua isotop: ¹⁸⁵ Re, dengan kelimpahan 37.4%; dan ¹⁸⁷ Re, dengan kelimpahan 62.6%. Rhenium adalah salah satu unsur yang isotopnya paling banyak adalah radioaktif; namun, jangka hayat ¹⁸⁷ Re sangat lama (4.12 · 10 ¹⁰ tahun), oleh itu praktikalnya dianggap stabil.

Kereaktifan

Logam Rhenium adalah bahan yang tahan karat. Apabila berlaku, oksida, Re ₂ O ₇ , menguap pada suhu tinggi dan terbakar dengan api hijau kekuningan. Potongan rhenium menahan serangan HNO ₃ pekat; tetapi ketika panas, larut untuk menghasilkan asid rhenik dan nitrogen dioksida, yang menjadikan larutan menjadi coklat:

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

Kimia rhenium sangat luas, kerana mampu membentuk sebatian dengan spektrum bilangan pengoksidaan yang luas, serta mewujudkan ikatan quadrupole antara dua atom rhenium (empat ikatan kovalen Re-Re).

Struktur dan konfigurasi elektronik

Cengkerang elektron rhenium. Pengarang: Pengguna: GregRobson (Greg Robson). Wikimedia commons

Atom rhenium bergabung dalam kristal mereka untuk membentuk struktur heksagon yang padat, hcp, yang dicirikan sebagai sangat padat. Ini selaras dengan fakta bahawa ia adalah logam berkepadatan tinggi. Ikatan logam, produk pertindihan orbital luaran mereka, menjadikan atom-atom Re tetap kuat.

Dalam ikatan logam ini, Re-Re, elektron valensi turut serta, yang mengikut konfigurasi elektronik:

4f ¹⁴ 5d ⁵ 6s ²

Pada prinsipnya, orbital 5d dan 6s bertindih untuk memadatkan atom Re dalam struktur hcp. Perhatikan bahawa elektronnya bertambah hingga 7, sepadan dengan bilangan kumpulannya pada jadual berkala.

Nombor pengoksidaan

Konfigurasi elektronik rhenium memungkinkan seseorang untuk melihat sekaligus bahawa atomnya mampu kehilangan hingga 7 elektron, untuk menjadi kation hipotesis Re ⁷⁺ . Apabila kewujudan Re ⁷⁺ diasumsikan di mana-mana sebatian rhenium, misalnya, di Re ₂ O ₇ (Re ₂ ⁷⁺ O ₇ ^2- ), dikatakan mempunyai bilangan pengoksidaan +7, Re ( VII).

Nombor pengoksidaan positif lain untuk rhenium adalah: +1 (Re ⁺ ), +2 (Re ²⁺ ), +3 (Re ³⁺ ), dan seterusnya hingga +7. Begitu juga, rhenium dapat memperoleh elektron dengan menjadi anion. Dalam kes-kes ini, dikatakan mempunyai nombor pengoksidaan negatif: -3 (Re ^3- ), -2 (Re ^2- ) dan -1 (Re ^- ).

Permohonan

Petrol

Rhenium, bersama dengan platinum, digunakan untuk membuat pemangkin yang meningkatkan peringkat oktana petrol sambil menurunkan kandungan plumbumnya. Sebaliknya, pemangkin rhenium digunakan untuk reaksi hidrogenasi berganda, kerana ketahanannya terhadap keracunan oleh nitrogen, fosforus dan sulfur.

Superalloy tahan api

Rhenium adalah logam tahan api kerana takat leburnya yang tinggi. Itulah sebabnya ia ditambahkan pada aloi nikel untuk menjadikannya tahan api dan tahan terhadap tekanan dan suhu tinggi. Superalloy ini kebanyakan digunakan untuk reka bentuk turbin dan enjin untuk kraf aeroangkasa.

Filamen tungsten

Rhenium juga dapat membentuk aloi dengan tungsten, yang meningkatkan kemulurannya dan oleh itu memudahkan pembuatan filamen. Filamen rhenium-tungsten ini digunakan sebagai sumber sinar-X, dan untuk reka bentuk termokopel yang mampu mengukur suhu hingga 2200 ºC.

Begitu juga, filamen rhenium ini pernah digunakan untuk lampu kilat kamera kuno, dan sekarang untuk lampu peralatan canggih; seperti spektrofotometer jisim.

Rujukan

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia bukan organik. (Edisi keempat). Bukit Mc Graw.
2. Sarah Pierce. (2020). Rhenium: Kegunaan, Sejarah, Fakta & Isotop. Kaji. Dipulihkan dari: study.com
3. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2020). Rhenium. Pangkalan Data PubChem., CID = 23947. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Wikipedia. (2020). Rhenium. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
5. Doug Stewart. (2020). Fakta Unsur Rhenium. Dipulihkan dari: chemicool.com
6. Eric Scerri. (18 November 2008). Rhenium. Kimia dalam unsur-unsurnya. Dipulihkan dari: chemistryworld.com