引發 » 科學 » 化學 » 錸：發現、性質、結構、用途

錸是一種稀有過渡金屬，因其獨特的性質在工業領域中具有重要意義。錸於1925年由沃爾特·諾達克、艾達·塔克和奧托·伯格發現，它密度高、熔點高、耐腐蝕。錸的晶體結構為體心立方，因此具有極強的機械強度。錸廣泛用於製造催化劑、高強度金屬合金、鹵素燈絲以及航空航太工業。錸的多功能性和耐用性使其成為各種技術應用中不可或缺的元素。

錸的發現：科學家如何發現這種稀有化學元素。

錸是1925年由兩位德國科學家艾達·諾達克和沃爾特·諾達克發現的。他們在研究鉑礦石時發現了一種新元素，並以此命名“錸”，以萊茵河命名。

為了鑑定錸，科學家必須進行多階段的化學分析。他們從鉑礦石中分離出錸元素，並觀察其物理和化學特性。經過一系列嚴格的測試，他們最終確定錸是元素週期表中的新元素。

錸是一種性質獨特的稀有化學元素，其原子結構複雜，原子序為75，原子質量約為186原子質量單位。

錸因其特性而具有多種工業用途。它被用於製造高強度金屬合金、催化劑和先進的電子設備。錸的耐熱性和耐腐蝕性使其成為各種技術應用中不可或缺的元素。

了解化學元素錸在工業和醫學中的主要應用和益處。

錸是一種化學元素，原子序為75，符號為Re。它是由兩位德國化學家艾達·諾達克（Ida Noddack）和沃爾特·諾達克（Walter Noddack）以及奧托·伯格（Otto Berg）於1925年發現的。錸是一種過渡金屬元素，呈銀白色，有光澤，是地殼中最稀有的金屬之一。

錸的多種特性使其在各種工業和醫療應用中極為有用。從結構上講，錸具有很強的耐腐蝕性和抗拉強度，因此可用於製造金屬合金，用於製造高科技零件。

在工業領域，錸廣泛用於製造石油裂解催化劑、航空航太工業中的飛機渦輪機以及X射線設備。錸具有極強的耐高溫和耐腐蝕性能，是這些應用的理想材料。

相關： 氫氧化鍶（Sr(OH)₂）：結構、性質、用途在醫學上，錸用於放射治療以對抗癌症。例如，錸-188用於放射性核素療法，以治療惡性腫瘤。它能夠與特定蛋白質結合，使其成為一種有效的抗癌治療劑。

它的耐腐蝕性、高機械強度和與蛋白質結合的能力使其成為現代社會的寶貴材料。

錸：發現、性質、結構、用途

O 錼 錸是一種金屬元素，化學符號為Re，位於元素週期表第7族，比錳低兩位數。錸與錳和锝一樣，具有多個氧化數或氧化態，從+1到+7。錸也形成一種陰離子，稱為高錸酸根（ReO）。 4 - ，類似高錳酸鹽，MnO 4 - .

這種金屬是自然界中最稀有、最稀缺的金屬之一，因此價格不斐。它是鉬和銅礦開採的副產品。錸最重要的特性之一是其高熔點（僅次於碳和鎢）和高密度（是鉛的兩倍）。

錸的發現本身就帶有爭議和不幸的意味。 「錸」的名稱源自於拉丁語“rhenus”，意為萊茵河，這條著名的德國河流位於分離和鑑定這種新元素的德國化學家們工作地點附近。

錸有多種用途，其中最顯著的是提高汽油的辛烷值，以及製造用於組裝航空航天渦輪機和發動機的耐火高溫合金。

德斯科貝爾塔

早在1869年，俄國化學家德米特里·門捷列夫就透過元素週期表預測了兩種化學特性與錳相似的重元素的存在。然而，它們的原子序在此之前都是未知的；直到1913年，英國物理學家亨利·莫斯利才在此提出了預測。

根據莫斯利的說法，這兩種屬於錳族元素的原子序必須是 43 和 75。

然而，幾年前，日本化學家小川正隆（Masataka Ogawa）在一塊釷石礦石中發現了所謂的43號元素。 1908年公佈研究結果後，他想將這個元素命名為「日本元素」。不幸的是，當時的化學家最終證明，小川並沒有發現43號元素。

就這樣，又過了好幾年，1925年，三位德國化學家：沃爾特·諾達克（Walter Noddack）、艾達·諾達克（Ida Noddack）和奧托·伯格（Otto Berg）在鈮鐵礦、銪鈹礦和輝鉬礦的礦物樣本中發現了75號元素。他們以德國萊茵河（拉丁語為“Rhenus”）的名字將其命名為錸。

相關： 黑色金屬：結構、種類、特性小川正孝的錯誤在於他在元素識別上犯了一個錯誤：他發現了錸，而不是現在稱為锝的第 43 號元素。

錸的性質

外貌

錸通常以灰色粉末形式出售。其金屬顆粒通常呈球形液滴，呈銀灰色，且非常有光澤。

摩爾質量

186.207克/摩爾

原子序數

75

熔點

3186ºC

沸點

5630ºC

密度

– 室溫下：21,02 克/厘米 3

-僅在熔點：18,9 g/cm 3

錸是一種密度幾乎是鉛兩倍的金屬。因此，一個重1克的錸球相當於一個同樣質量的堅硬的鉛晶體。

電負性

鮑林量表 1.9

電離能

第一：760 kJ/mol

第二：1260 kJ/mol

第三：2510 kJ/mol

摩爾熱容量

25,48 焦耳/（摩爾開爾文）

熱導率

48,0 瓦/(米·開爾文)

電阻率

193 納歐姆

莫氏硬度

7

同位素

錸原子在自然界中以兩種同位素的形式存在： 185 Re，豐度為37,4%； 187 Re，豐度為62,6%。錸是最豐富的同位素之一，具有放射性；然而， 187 Re 非常大 (4,12·10 10 年），這就是為什麼它實際上被認為是穩定的。

反應性

錸金屬是一種防銹材料。當發生鏽蝕時，其氧化物 Re 2 O 7 高溫下揮發，燃燒時發出黃綠色火焰。錸部件可抵抗硝酸的侵蝕 3 濃度高；但溫度高時，它會溶解並生成錸酸和二氧化氮，使溶液變成棕色：

錸 + 7HNO 3 → 氫錸氧化物 4 + 7 否 2 + 3H 2 O

錸的化學性質十分廣泛，因為它能夠形成具有廣泛氧化數範圍的化合物，此外還能在兩個錸原子之間建立四極鍵（四個 Re-Re 共價鍵）。

電子結構和配置

錸原子在晶體中聚集形成六方密排結構（hcp），其特徵是密度高。這與錸是一種高密度金屬的事實相符。金屬鍵是錸原子外層軌道重疊的產物，它將錸原子緊密地結合在一起。

在Re-Re金屬鍵中，價電子參與，這與電子排布一致：

相關： 燃料：閃點和特性[氙] 4f 14 5d 5 6s 2

原則上，5d和6s軌道重疊，將錸原子包裹在hcp結構中。請注意，它們的電子總數為7，與它們在元素週期表中的族號相對應。

氧化數

錸的電子結構讓我們立刻看到，它的原子能夠失去最多 7 個電子，成為假設的陽離子 Re 7+ .當假設Re 7+ 存在於任何錸化合物中，例如在 Re 2 O 7 （關於 2 7+ O 7 2- )，據稱氧化數為+7，Re(VII)

錸的其他正氧化數為：+1 (Re + ), +2 (回复 2+ ), +3 (回复 3+ ) 等，直至 +7。同樣，錸可以透過變成陰離子來獲得電子。在這種情況下，錸的氧化數為負：-3 (Re 3- ), -2 (Re 2- ) 和 -1 (Re - ).

形式

汽油

錸與鉑一起用於製造催化劑，以提高汽油的辛烷值，同時降低其鉛含量。錸催化劑也因其抗氮、磷和硫中毒的特性，用於多種加氫反應。

耐火高溫合金

錸是一種熔點極高的難熔金屬。因此，人們將錸添加到鎳合金中，使其具有耐高溫和耐高溫的特性。這類高溫合金主要用於航太飛機的渦輪機和發動機的設計。

鎢絲

錸還能與鎢形成合金，進而提高其延展性，並有助於製造燈絲。這些錸鎢燈絲可用作X射線源，並用於設計可測量高達2200°C溫度的熱電偶。

此外，這些錸絲曾經被設計用於老式相機閃光燈，如今則是設計用於質譜儀等設備中的精密燈。

Referências

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