| 词条 | 铼 |
| 释义 | § 简介 铼 铼是元素周期表第六周期珊族元素，稀有高熔点金属，致密金属为银白色。元素名来源于拉丁文，原意是“莱茵河”。 1925年由德国化学家诺达克和贝格发现。原子序数75，原子量186.207，熔点3180°C，沸点5627°C，密度20.53；金属铼非常硬，耐磨、耐腐蚀。铼外电子层结构为5d56s2，有十1到＋7多种价态，常见价为＋7和＋4，其中＋4价化合物最稳定。铼的化学性质取决于它的聚集态，粉末状铼较活泼。铼在空气中稳定，铼粉在600℃剧烈氧化，生成Re207,铼粉能吸收氢气，易与硫蒸气反应生成Re2O7。铼耐冷和热的盐酸和氟氢酸腐蚀，但不耐硝酸和浓硫酸，不溶于盐酸，但溶于硝酸。铼在高温下与硫蒸汽反应；能与氟、氯、溴反应生成卤化物，均易水解。铼的氧化物有五种；重要的铼化合物有Re2O3,HReO4,KReO4,ReS2,ReF6,ReCl5,Re2(CO)10（十羰基双铼）等。铼在地壳中的含量为千万分之一，主要分布在辉钼矿、稀土矿和铌钽矿中，但含量都很低。铼有两种天然同位素：铼185稳定，铼187有放射性。[1] § 来源 铼是一个非常稀少而且分散的元素，在地壳中的含量仅由10-7%。主要存在于辉钼矿中。可由冶炼辉钼矿的烟道尘中获得的Re2O7。然后加入KCl，再用氢还原而制得。 § 综合信息 铼 元素中文名称：铼 元素符号：Re 元素英文名称：Rhenium 元素原子量：186.2 元素类型：金属 体积弹性模量：370GPa 原子化焓：791 kJ /mol @25℃ 热容：25.48 J /（mol• K） 导热系数：48.0W/（m•K） 导电性：0.0542*10^6/(cm •Ω ) 熔化热:33.20(千焦/摩尔) 汽化热:715.0(千焦/摩尔) 原子体积:8.85(立方厘米/摩尔) 元素在宇宙中的含量:0.0002(ppm) 铼发动机综合分析仪元素在太阳中的含量:0.0001(ppm) 地壳中含量：0.0004（ppm） 元素在海水中的含量: 0.000004(ppm) 氧化态： 主要 Re+3, Re+4, Re+5 其他 Re-3, Re-1, Re0, Re+1, Re+2, Re+6, Re+7 核内质子数：75 核外电子数：75 核电核数：75 所属周期：6 所属族数：VIIB 摩尔质量：186 密度：21.02 熔点：3180.0 沸点：5627.0 外围电子排布：5d5 6s2 核外电子排布：2,8,18,32,13,2 铼电离能 (kJ /mol) M - M+ 760 M+ - M2+ 1260 M2+ - M3+ 2510 M3+ - M4+ 3640 M4+ - M5+ 4900 M5+ - M6+ 6300 M6+ - M7+ 7600 晶体结构：晶胞为六方晶胞。 晶胞参数： a = 276.1 pm b = 276.1 pm c = 445.6 pm α = 90° β = 90° γ = 120° 声音在其中的传播速率：4700（m/S） 莫氏硬度：7 原子半径：1.97 § 发现 发现人：诺达克（W.Noddack）、塔克（I.Tacke）和贝格（O.Berg） 发现时间和地点：1925 德国 发现过程：早在1872年俄国化学家门捷列夫就曾根据元素周期律预言存在原子量约190的“次类锰”的元素，但直到1925年才由德国化诺达克（W.Noddack)根据X光特征谱线发现，并以莱茵河（Rhein)命名为铼。 发现历史：铼为稀散元素，发现较晚。1872年俄国人门捷列夫根据元素周期律预言，在自然界中存在一个尚未发现原子量为190的“类锰”元素。1925年德国化学家诺达克用光谱法在铌锰铁矿中发现了这个元素，以莱茵河的名称Rhein命名为rhenium。以后，诺达克又发现铼主要存在于辉钼矿，并从中提取了金属铼。铼由于资源贫乏，价格昂贵，长期以来研究较少。1950年后，铼在现代技术中开始应用，生产日益发展。中国在60年代开始从钼精矿焙烧烟尘中提取铼。 § 辅助资料 高纯铼粉 铼是一个真正稀有元素。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小，仅仅大于镤和镭这些元素。再加上它不形成固定的矿物，通常与其他金属伴生。这就使它成为存在于自然界中被人们发现的最后一个元素。铼，作为锰副族中的一个成员，早在门捷列夫建立元素周期系的时候，就曾预言它的存在，把它称为dwi-manganese（次锰），而把这个族中的另一个当时也没有发现的成员称为eka-manganese（类锰）。后来莫斯莱确定了这两个元素的原子序数分别是75和43。由于某个未知元素往往可以从和它性质相似的元素的矿物中寻找到，所以科学家们一直致力于从锰矿、铂矿以及铌铁矿（钽和铌的矿物）中寻找这两个元素。但直到1925年才由德国的诺达克、塔克和贝格利用X光谱从大量的矿物和岩石的浓缩产物中发现命名75号元素为rhenium，元素符号定为Re。 § 资源 铼的地壳丰度为7x10“％。迄今只发现辉铼矿（ReS2）和铜铼硫化矿（CuReS4）两种独立的铼矿物。铼多伴生于钼、铜、锌、铅等矿物中，很难单独利用，故而锌又列为稀散金属。具有经济价值的提铼的原料为辉钼矿和铜精矿。铼作为副产品在辉钼矿和铜精矿的冶炼中回收。迄今只查明有辉铼矿和铜铼硫化矿物，而多以微量伴生于钼、铜、铅、锌、铂、铌等矿物中。具有经济价值的含铼矿物为辉钼矿。一般辉钼精矿中铼的含量在0.001%-0.031%之间。但从斑岩铜矿选出的钼精矿含铼可达0.16%。生产铼的主要原料是钼冶炼过程的副产品。从某些铜矿、铂族矿、铌矿甚至闪锌矿的冶炼烟尘和渣中以及处理低品位钼矿的废液时，都可以回收铼。1978年和1979年世界铼的总产量分别为7210和7260公斤。联邦德国、智利、加拿大和前苏联是铼的主要生产国。 § 制取 提取铼时先提取纯的铼化合物，然后用氢还原法或水溶液电解法制得铼粉，再用粉末冶金方法加工成材。 § 主要用途 由于价格昂贵，直到1950年才由实验室珍品变为重要的新兴金属材料。目前铼广泛用于现代工业各部门，主要用作石油工业和汽车工业催化剂，石油重整催化剂，电子工业和航天工业用铼合金等。 1、铼主要用作石油工业的催化剂，银白色表面的铼 2、铼具有很高的电子发射性能，广泛应用于无线电、电视和真空技术中。 3、铼具有很高熔点，是一种主要的高温仪表材料。 4、铼和铼的合金还可作电子管元件和超高温加热器以蒸发金属。 5、钨铼热电偶在3100℃也不软化，钨或钼合金中加25%的铼可增加延展性能；铼在火箭、导弹上用作高温涂层用，宇宙飞船用的仪器和高温部件如热屏蔽、电弧放电、电接触器等都需要铼。 6、金属铼及其合金可制自来水笔尖和高温热电偶；在醇类脱氢、合成氨等化工中作催化剂；含铼的合金可耐高温；由于铼的存在分散，价格昂贵，实际应用尚待开发。还用来制造电灯丝、人造卫星和火箭的外壳、原子反应堆的防护板等。 § 铼的冶金 铼的提取冶金过程主要包括含铼原料制取、铼钼分离、铼中间化合物制取、粗铼粉制取和铼的精炼致密化等步骤。. 致密铼制取 工业上生产铼锭或铼条的方法有高温烧结法和熔炼法两种。 ①高温烧结法又称粉末冶金法。先将铼粉在6MPa压力下制成坯条，坯条在真空或氨气中于1200℃下烧结，再将预烧条在垂熔炉中于2700--2850℃下进行高温烧结，最后269得到理论密度超过90％的铼条。 ②熔炼法该法以烧结条作原料，用电弧熔炼、电子束熔炼和区域熔炼法对粗铼进行提纯精制。电子束熔炼采用水冷铜增塌，真空度106Pa，所得铼锭为柱状结晶体，纯度99.99%；区域熔炼也采用电子束加热，以铼条作阳极，电子枪作阴极进行悬浮区域熔炼，产品为光谱纯度的铼单晶。 铼原料分散，未来任务要扩大铼原料来源，提高铼在钼、铜等冶炼过程中的回收率，发展和完善闪速焙烧炉和循环流态化焙烧方法，同时开发更有效的铼原料中提取铼的新工艺，特别是溶剂萃取和离子交换法。[2] § 铼-锇同位素定年 铼有两种同位素，分别是185、187，在地质学上有重要的用途，即铼-锇同位素体系，被广泛应用于研究矿床成因、岩浆形成、地幔演化、天体演化以及同位素定年。 该同位素体系具有不同于其它常用同位素体系的特性。首先，铼和锇均属强亲铁和亲铜性元素，倾向于在铁和硫化物相中富集，因此，它们在铁一镍金属构成的地核中高度富集，在地幔和地壳中极其贫化。其次，锇是高度相容元素，而铼是相容至中等程度的不相容元素，因而在地幔熔融过程中，锇倾向于富集在地幔残留相中，铼倾向于富集在熔浆中，导致地幔与地壳的Re／Os比值发生很大的变化。最后，由于地幔岩石中的锇同位素比值不易受后期地幔交代作用的影响而发生大的变化，可以更好地反映这些岩石的成因及地幔演化特征。 § 铼合金 甲基三氧化铼 铼的价格昂贵，在应用上多采用含铼的合金，其中钨铼和钼铼合金用途最广。钨铼合金含铼10％～26％，钼铼合金中含铼量为11％～50％。此外还有W-33.3Mo-33.3Re，Mo-Re-Hf-Zr，Mo-Re-Hf-V合金，后两种合金具有较高的强度。钨铼和钼铼合金具有良好的高温强度和塑性，可加工成板、片、线、丝、棒，用于航天航空的高温结构件、弹性元件、电子元件等，还可用于制造加热元件、工件、灯泡、X射线器械和医疗器械。W-Re-ThO2合金可用作高温加热工件，钨铼、钼铼合金触头具有高抗热蚀和高温导电能力，能提高供电设备的使用寿命和工作可靠性。如：铂铼合金；铂钨铼合金；钨铼合金；钼铼合金等。 § 铼效应 高铼酸 能够同时提高钨、钼、铬的强度和塑性,人们把这种现象称为“铼效应”.添加少量(3%～5%)的铼能够使钨的再结晶起始温度升高300℃～500℃———铼（Re）的上述作用被称为铼效应W-Re和Mo-Re合金具有良好的高温强度和塑性,可加工成板、片、线、丝、棒,用于航天、航空的高温结构件(喷口、喷管、防热屏等)、弹性元件及电子元件等，铼 (Re)对单晶高温合金显微组织、力学性能、不稳定相及单晶缺陷等的影响 ,并指出了今后的研究方向 § 六氟化铼 分子式： ReF6 ，性质：浅黄色易吸湿性液体。密度6.1573g/cm3(液体)。3.616g/cm3（固体）。熔点18.8℃。沸点47.6℃。在-3.5℃的低温下变成正交晶系有玻璃质外观的黄色固体。在冷水和热水中均分解生成氟化氢、氧化铼和铼酸。在硝酸和硫酸中也分解。有高化学活性。由铼和氟气在近100℃温度下反应制得。用于铼的化学气相沉积，以生产金属铼。也用于制显示出超导转变温度的钨铼合金。[3] |
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