錸

錸

錸:密度21.04克/厘米3,熔點3440℃,沸點5627℃。晶格類型六角密集。外表與鉑同,純錸質軟,有良好的機械性能。溶於稀硝酸或過氧化氫溶液。不溶於鹽酸和氫氟酸中。在高溫下,與硫的蒸氣化合而形成硫化錸ReS2。不與氫、氮作用,但可吸收H2。化合價有3、4、6和7。能被氧化成很安定的七氧化二錸Re2O7,這是錸的特殊性質。錸為稀散元素,發現較晚。1872年俄國人門捷列夫根據元素周期律預言,在自然界中存在一個尚未發現原子量為190的“類錳”元素。1925年德國化學家諾達克用光譜法在鈮錳鐵礦中發現了這個元素,以萊茵河的名稱Rhein命名為rhenium。以後,諾達克又發現錸主要存在於輝鉬礦,並從中提取了金屬錸。錸由於資源貧乏,價格昂貴,長期以來研究較少。1950年後,錸在現代技術中開始套用,生產日益發展。中國在60年代開始從鉬精礦焙燒煙塵中提取錸。2010年,陝西省洛南縣黃龍鋪鉬礦區礦山中斟探到錸,儲量達到176噸,約占全球儲量的7%,僅次於智利、美國、俄羅斯和哈薩克斯坦。

基本信息

元素簡介

錸
錸

錸是元素周期表第六周期珊族元素,稀有高熔點金屬,緻密金屬為銀白色。元素名來源於拉丁文,原意是“萊茵河”。1925年由德國化學家諾達克和貝格發現。原子序數75,原子量186.207,熔點3180°C,沸點5627°C,密度20.53;金屬錸非常硬,耐磨、耐腐蝕。錸外電子層結構為5d56s2,有十1到+7多種價態,常見價為+7和+4,其中+4價化合物最穩定。錸的化學性質取決於它的聚集態,粉末狀錸較活潑。錸在空氣中穩定,錸粉在600℃劇烈氧化,生成Re207,錸粉能吸收氫氣,易與硫蒸氣反應生成Re2O7。錸耐冷和熱的鹽酸和氟氫酸腐蝕,但不耐硝酸和濃硫酸,不溶於鹽酸,但溶於硝酸。錸在高溫下與硫蒸汽反應;能與氟、氯、溴反應生成鹵化物,均易水解。錸的氧化物有五種;重要的錸化合物有Re2O3,HReO4,KReO4,ReS2,ReF6,ReCl5,Re2(CO)10(十羰基雙錸)等。錸在地殼中的含量為千萬分之一,主要分布在輝鉬礦、稀土礦和鈮鉭礦中,但含量都很低。錸有兩種天然同位素:錸185穩定,錸187有放射性。

字音字型

áiㄌㄞˊ
部首:釒,部外筆畫:7,總筆畫:12;繁體部首:金,部外筆畫:7,總筆畫:15
五筆86:QGOY 五筆98:QGUS 倉頡:CDT
筆順編號:311151431234 四角號碼:85790 UniCode:CJK統一漢字U+94FC
re
用在回帖中
是回復別人的意思,就是回答別人提出的問題,
re是reply的簡寫方式,類似於我們常將telephone(電話)縮寫成TEL一樣的道理,僅僅是回復的意思,沒有贊同的意思是在裡面
RE
第二個音階的唱音
're
英文中are的縮寫

基本信息

錸
錸

元素中文名稱:錸
元素符號:Re
元素英文名稱:Rhenium
元素原子量:186.2
元素類型:金屬
體積彈性模量:370GPa
原子化焓:791kJ/mol@25℃
熱容:25.48J/(mol•K)
導熱係數:48.0W/(m•K)
導電性:0.0542*10^6/(cm•Ω)
熔化熱:33.20(千焦/摩爾)
汽化熱:715.0(千焦/摩爾)
原子體積:8.85(立方厘米/摩爾)
元素在宇宙中的含量:0.0002(ppm)

錸發動機綜合分析儀
錸發動機綜合分析儀
元素在太陽中的含量:0.0001(ppm)
地殼中含量:0.0004(ppm)
元素在海水中的含量:0.000004(ppm)
氧化態:
主要Re+3,Re+4,Re+5
其他Re-3,Re-1,Re0,Re+1,Re+2,Re+6,Re+7
核內質子數:75
核外電子數:75
核電核數:75
所屬周期:6
所屬族數:VIIB
摩爾質量:186
密度:21.02
熔點:3180.0
沸點:5627.0
外圍電子排布:5d56s2
核外電子排布:2,8,18,32,13,2
錸
錸
電離能(kJ/mol)
M-M+760
M+-M2+1260
M2+-M3+2510
M3+-M4+3640
M4+-M5+4900
M5+-M6+6300
M6+-M7+7600
晶體結構:晶胞為六方晶胞。
晶胞參數:
a=276.1pm
b=276.1pm
c=445.6pm
α=90°
β=90°
γ=120°
聲音在其中的傳播速率:4700(m/S)
莫氏硬度:7
原子半徑:1.97

發現歷程

錸(Rhenium)的名稱源自拉丁文Rhenus,意為萊茵河。[3]錸是擁有穩定同位素的元素中最後一個被發現的(之後科學家發現了其他沒有穩定同位素的放射性元素,如鎿和鈽等)。德米特里·門捷列夫在發布元素周期表時,就預測了這一元素的存在。英國物理學家亨利·莫塞萊在1914年推算了有關該元素的一些數據。德國的沃爾特·諾達克(WalterNoddack)、伊達·諾達克、奧托·伯格(OttoBerg)在1925年表示在鉑礦和鈮鐵礦中探測到了此元素。他們後來也在矽鈹釔礦和輝鉬礦內發現了錸。1928年,他們在660公斤輝鉬礦中提取出了1克錸元素。[7]估計在1968年美國75%的錸金屬都用在科研以及難熔金屬合金的研製當中。幾年之後,高溫合金才得到廣泛使用。
1908年,日本化學家小川正孝宣布發現了第43號元素,並將其命名為“Nipponium”(Np),以紀念其本國日本(Nippon)。然而,後來的分析則指出,他所發現的是75號元素,而非43(即鎝)。Np在今天是第93號元素鎿的化學符號,得名于海王星(Neptune),與“Nipponium”的縮寫正好相同。

存在形式

高純錸粉
錸在地殼中的含量為0.001×10^4%。在自然界中,錸分布在輝鉬礦、稀土礦和鈮鉭礦中,含量都很低。在輝鉬礦中可能以二硫化錸ReS2或七硫化二錸Re2S7形式存在,含量略高些。錸有兩種天然同位素:Re-185穩定,Re-187有放射性。

錸的地殼豐度為7x10“%。迄今只發現輝錸礦(ReS2)和銅錸硫化礦(CuReS4)兩種獨立的錸礦物。錸多伴生於鉬、銅、鋅、鉛等礦物中,很難單獨利用,故而鋅又列為稀散金屬。具有經濟價值的提錸的原料為輝鉬礦和銅精礦。錸作為副產品在輝鉬礦和銅精礦的冶煉中回收。迄今只查明有輝錸礦和銅錸硫化礦物,而多以微量伴生於鉬、銅、鉛、鋅、鉑、鈮等礦物中。具有經濟價值的含錸礦物為輝鉬礦。一般輝鉬精礦中錸的含量在0.001%-0.031%之間。但從斑岩銅礦選出的鉬精礦含錸可達0.16%。生產錸的主要原料是鉬冶煉過程的副產品。從某些銅礦、鉑族礦、鈮礦甚至閃鋅礦的冶煉煙塵和渣中以及處理低品位鉬礦的廢液時,都可以回收錸。1978年和1979年世界錸的總產量分別為7210和7260公斤。聯邦德國、智利、加拿大和前蘇聯是錸的主要生產國。

元素性質

①物理性質:錸為銀白色金屬或灰到黑色粉末;熔點3180℃,沸點5627℃,相對密度20.53.金屬錸非常硬,耐磨,耐腐蝕。
②化學性質:錸的電子構型為[Xe]4f145d56s2,氧化態有0、-1、+1、+2、+3、+4、+5、+6、+7,主要氧化態為+3、+4、+5、+7。錸的化學活潑性取決於他的聚集態,粉末狀金屬錸活潑。錸不溶於鹽酸,溶於硝酸,生成高錸酸:3Re+7HNO3→3HReO4+7NO+2H2O。它也溶於含氨的過氧化氫溶液中,生成高錸酸銨:
2Re+2NH3+4H2O2→2NH4ReO4+3H2
錸的氧化物有七氧化二錸Re2O7、二氧化錸ReO2、三氧化錸ReO3、三氧化二錸Re2O3和氧化二錸Re2O等。七氧化二錸為黃色固體,溶於水,形成高錸酸HReO4。三氧化錸為紅色,不溶於水。二氧化錸為黑色。錸與硫蒸氣在高溫下化合生成二硫化錸。錸與鹵素中的氟、氯和溴反應生成鹵化物,如四氟化錸ReF4、五氟化錸ReF5、六氟化錸ReF6、七氟化錸ReF7、五氯化錸ReCl5、六氯化錸ReCl6、三氯化錸ReCl3等。錸的鹵化物和鹵氧化物均易水解。ReCl3是三聚紅色固體,為共價化合物,在溶液中是非電解質。四價錸能形成多種配位化合物。錸還能形成羰基化合物Re(CO)5和高錸酸鹽M3ReO5(M為一價金屬),錳和鎝都沒有類似的鹽生成。

製取生產

錸是從硫化銅礦石提煉過程中的含鉬焙燒煙氣提取出來的。鉬礦石含有0.001%至0.2%的錸元素。從煙氣物質中可用水淋洗出七氧化二錸和高錸酸,再用氯化鉀或氯化銨使其沉澱為高錸酸鹽,最後以重結晶方法進行純化。[21]錸的全球年產量在40至50噸之間,主要產國有智利、美國、秘魯和波蘭。另外,鉑﹣錸催化劑和某些錸合金的回收過程每年可產出10噸錸。每公斤錸價格從2003至2006年的1千至2千美元迅速升至2008年2月的1萬美元以上。[36][37]要製成錸金屬,需在高溫下用氫氣還原高錸酸銨:
2NH4ReO4+7H2→2Re+8H2O+2NH3緻密錸製取工業上生產錸錠或錸條的方法有高溫燒結法和熔煉法兩種。①高溫燒結法又稱粉末冶金法。先將錸粉在6MPa壓力下製成坯條,坯條在真空或氨氣中於1200℃下燒結,再將預燒條在垂熔爐中於2700--2850℃下進行高溫燒結,最後269得到理論密度超過90%的錸條。②熔煉法該法以燒結條作原料,用電弧熔煉、電子束熔煉和區域熔煉法對粗錸進行提純精製。電子束熔煉採用水冷銅增塌,真空度106Pa,所得錸錠為柱狀結晶體,純度99.99%;區域熔煉也採用電子束加熱,以錸條作陽極,電子槍作陰極進行懸浮區域熔煉,產品為光譜純度的錸單晶。錸原料分散,未來任務要擴大錸原料來源,提高錸在鉬、銅等冶煉過程中的回收率,發展和完善閃速焙燒爐和循環流態化焙燒方法,同時開發更有效的錸原料中提取錸的新工藝,特別是溶劑萃取和離子交換法。

主要用途

合金

由於價格昂貴,直到1950年才由實驗室珍品變為重要的新興金屬材料。目前錸廣泛用於現代工業各部門,主要用作石油工業和汽車工業催化劑,石油重整催化劑,電子工業和航天工業用錸合金等。錸的價格昂貴,在套用上多採用含錸的合金,其中鎢錸和鉬錸合金用途最廣。鎢錸合金含錸10%~26%,鉬錸合金中含錸量為11%~50%。此外還有W-33.3Mo-33.3Re,Mo-Re-Hf-Zr,Mo-Re-Hf-V合金,後兩種合金具有較高的強度。鎢錸和鉬錸合金具有良好的高溫強度和塑性,可加工成板、片、線、絲、棒,用於航天航空的高溫結構件、彈性元件、電子元件等,還可用於製造加熱元件、工件、燈泡、X射線器械和醫療器械。W-Re-ThO2合金可用作高溫加熱工件,鎢錸、鉬錸合金觸頭具有高抗熱蝕和高溫導電能力,能提高供電設備的使用壽命和工作可靠性。如:鉑錸合金;鉑鎢錸合金;鎢錸合金;鉬錸合金等。

1、錸主要用作石油工業的催化劑,

2、錸具有很高的電子發射性能,廣泛套用於無線電、電視和真空技術中。

3、錸具有很高熔點,是一種主要的高溫儀表材料。


4、錸和錸的合金還可作電子管元件和超高溫加熱器以蒸發金屬。

5、鎢錸熱電偶在3100℃也不軟化,鎢或鉬合金中加25%的錸可增加延展性能;錸在火箭、飛彈上用作高溫塗層用,宇宙飛船用的儀器和高溫部件如熱禁止、電弧放電、電接觸器等都需要錸。

6、金屬錸及其合金可制自來水筆尖和高溫熱電偶;在醇類脫氫、合成氨等化工中作催化劑;含錸的合金可耐高溫;由於錸的存在分散,價格昂貴,實際套用尚待開發。還用來製造電燈絲、人造衛星和火箭的外殼、原子反應堆的防護板等。

金屬錸及其合金可制自來水筆尖和高溫熱電偶,在醇類脫氫、合成氨和由二氧化硫制三氧化硫中做催化劑。含鎢90%、釩1%、錸9%的合金可耐高溫。由於錸的存在分散,價格昂貴,實際套用尚有待開發。

催化劑

錸﹣鉑合金是催化重整過程中的一種催化劑。這種石油加工過程能夠提高石腦油的辛烷值。用於催化重整的催化劑當中,30%含有錸。在礬土(氧化鋁)表面塗上錸,可作為烯烴複分解反應的催化劑。含錸催化劑可抗禦氮、硫和磷的催化劑中毒現象,因此被用在某些氫化反應中。

其他用途

188Re和186Re同位素具有放射性,可用於治療肝癌。兩者在身體組織的穿透深度相近,分別為11毫米和5毫米,但186Re的半衰期較長(90小時,相比17小時),所以更為優勝。
188Re還被用於一種新型胰腺癌療法:用李斯特菌攜帶這一錸放射性同位素進入身體,針對性地對抗癌組織。
錸在元素周期表中位於鎝之下,所以根據周期規律,兩者的性質相近。含錸化合物可以很容易地轉換為對應的鎝化合物。這在放射性藥物學中非常有用,因為鎝(特別是醫學常用的鎝-99m同位素)價格高,半衰期短,所以很難直接使用。

錸效應

高錸酸
高錸酸

能夠同時提高鎢、鉬、鉻的強度和塑性,人們把這種現象稱為“錸效應”.添加少量(3%~5%)的錸能夠使鎢的再結晶起始溫度升高300℃~500℃———錸(Re)的上述作用被稱為錸效應W-Re和Mo-Re合金具有良好的高溫強度和塑性,可加工成板、片、線、絲、棒,用於航天、航空的高溫結構件(噴口、噴管、防熱屏等)、彈性元件及電子元件等,錸 (Re)對單晶高溫合金顯微組織、力學性能、不穩定相及單晶缺陷等的影響 ,並指出了今後的研究方向

化學元素周期表

族→123456789101112131415161718電子層0族電子數
周期↓I A0
11
H
氫
2
He
氦
K2
II AIII AIV AV AVI AVII A
23
Li
鋰
4
Be
鈹
5
B
硼
6
C
碳
7
N
氮
8
O
氧
9
F
氟
10
Ne
氖
L
K
8
2
311
Na
鈉
12
Mg
鎂
13
Al
鋁
14
Si
矽
15
P
磷
16
S
硫
17
Cl
氯
18
Ar
氬
M
L
K
8
8
2
III BIV BV BVI BVII BVIIII BII B
419
K
鉀
20
Ca
鈣
21
Sc
鈧
22
Ti
鈦
23
V
釩
24
Cr
鉻
25
Mn
錳
26
Fe
鐵
27
Co
鈷
28
Ni
鎳
29
Cu
銅
30
Zn
鋅
31
Ga
鎵
32
Ge
鍺
33
As
砷
34
Se
硒
35
Br
溴
36
Kr
氪
N
M
L
K
8
18
8
2
537
Rb
銣
38
Sr
鍶
39
Y
釔
40
Zr
鋯
41
Nb
鈮
42
Mo
鉬
43
Tc
鎝
44
Ru
釕
45
Rh
銠
46
Pd
鈀
47
Ag
銀
48
Cd
鎘
49
In
銦
50
Sn
錫
51
Sb
銻
52
Te
碲
53
I
碘
54
Xe
氙
O
N
M
L
K
8
18
18
8
2
655
Cs
銫
56
Ba
鋇
57-
71
鑭系
72
Hf
鉿
73
Ta
鉭
74
W
鎢
75
Re
錸
76
Os
鋨
77
Ir
銥
78
Pt
鉑
79
Au
金
80
Hg
汞
81
Tl
鉈
82
Pb
鉛
83
Bi
鉍
84
Po
釙
85
At
砹
86
Rn
氡
P
O
N
M
L
K
8
18
32
18
8
2
787
Fr
鍅
88
Ra
鐳
89-
103
錒
104
Rf
鑪
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
鐽
111
Rg
錀
112
Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo

鑭系元 素57
La
鑭
58
Ce
鈰
59
Pr
鐠
60
Nd
釹
61
Pm
鉕
62
Sm
釤
63
Eu
銪
64
Gd
釓
65
Tb
鋱
66
Dy
鏑
67
Ho
鈥
68
Er
鉺
69
Tm
銩
70
Yb
鐿
71
Lu
鑥
錒系元 素89
Ac
錒
90
Th
釷
91
Pa
鏷
92
U
鈾
93
Np
鎿
94
Pu
鈽
95
Am
鎇
96
Cm
鋦
97
Bk
錇
98
Cf
鐦
99
Es
鑀
100
Fm
鐨
101
Md
鍆
102
No
鍩
103
Lr
鐒

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