Rhenium

Eigenschaften des Elements

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in bei 25 °C	21,0
Härte nach Mohs	7 - 8
Schallgeschwindigkeit in	4710
Schmelztemperatur in °C	3180
spezifische Schmelzwärme in	182,6
Siedetemperatur in °C	5630
spezifische Verdampfungswärme in	3780,9
Standardentropie S0 in
Wärmeleitfähigkeit in bei 27 °C	47,9
spezifische Wärmekapazität in	0,137
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3
spez. elektrischer Widerstand in	0,1932
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)	0,000 000 1

Isotope des Elements

Natürlich vorkommendes Rhenium ist ein Gemisch aus einem stabilen Isotop und einem sehr langlebigen, radioaktiven Isotop. Daneben sind 31 radioaktive, künstliche Isotope bekannt.

Ordnungszahl Z	Massenzahl A	Atommasse in u	Häufigkeit in %	Art der Strahlung und Energie in MeV	Halbwertszeit
75	185	184,953	37,4%
	187	186,955	62,6%	β : 0,002 6	101 1 a

Weitere Eigenschaften

Rhenium ist ein helles, silbergrau glänzendes, sehr hartes Schwermetall. Es lässt sich nur bei Rotglut walzen und besitzt eine sehr hohe Dichte. Es besitzt eine der höchsten Schmelz- und Siedetemperaturen. In seinen Verbindungen bildet es fast alle Oxidationsstufen von -II bis VII aus, wobei die niederen Stufen relativ instabil sind. Die höheren sind bedeutend beständiger. Die wichtigsten Oxidationsstufen sind die Stufen IV und VII. Rhenium ist ein edles Metall und wird oft als Edelmetall eingestuft. Es ist an Luft beständig und wird von Wasser und nichtoxidierenden Säuren nicht angegriffen. Es löst sich aber leicht in Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure. Bei Temperaturen ab 400 °C verbrennt es im molekularem Sauerstoff zu Rhenium(VII)-oxid. Das Oxid löst sich leicht in Wasser und bildet farblose Perrheniumsäure. Feuchtes Rheniumpulver geht bereits bei Zimmertemperatur in Perrheniumsäure über. Die Neutralisation der Säure mit Hydroxiden führt zur Bildung von Perrhenaten. Es reagiert mit den Halogenen bei erhöhter Temperatur: mit Fluor zu ReF6 und mit Chlor zu ReCl5. Rheniumverbindungen sind meist farbig.

Entdeckung

Das deutsche Chemikerehepaar IDA EVA NODDACK und WALTER KARL FRIEDRICH, wiesen unter Mithilfe von O. BERG Rhenium in den Mineralen Columbit und Tantalit röntgenspektroskopisch nach. Sie gaben dem neuen Element den Namen «Rhenium», nach dem Fluss Rhein, mit dem chemischen Symbol «Re». 1926 gelang es den Eheleuten NODDACK erstmals 2 mg reines Rhenium zu isolieren. W. FEIT entwickelte 1929 das erste industrielle Verfahren zur Herstellung von Rhenium aus den Hüttenrückständen des Mansfelder Kupferschiefers.

Vorkommen/Herstellung

Rhenium ist eines der seltensten Elemente und steht an 79. Stelle der Elementhäufigkeit. Elementar tritt Rhenium nie auf, es sind auch keine reinen Rheniumminerale bekannt. In geringen Konzentrationen findet man das Element weit verbreitet in vielen Mineralen wieder, z. B. im Columbit, Gadolinit, Alvit und in einigen Mangan-, Platin- und Uranerzen sowie im Mansfelder Kupferschiefer. Die größten Vorkommen an rheniumreichen Mineralien liegen entlang des westlichen Küstenstreifen Amerikas.
Heute erhält man Rhenium hauptsächlich als Nebenprodukt der Molybdängewinnung. Als Rhenium(VII)-oxid gelangt es beim Abrösten von Molybdänglanz in den Flugstaub, aus dem es ausgewaschen und mit Wasserstoff zu metallischen Rhenium reduziert wird. Ein anderer Weg Rhenium herzustellen, führt über das Hepta-Oxid, welches in Halogenide oder Halogenkomplexe überführt wird. Aus denen wird das Metall durch thermische Zersetzung oder elektrolytisch gewonnen. Rhenium wird häufig auch durch Reduktion von Kaliumperrhenat mit Wasserstoff hergestellt.

Verwendung

Rhenium eignet sich aufgrund seiner hohen Schmelztemperatur und seines hohen spezifischen Widerstandes zur Herstellung von Thermoelementen, Heizwendeln sowie als Lampenglühdraht. Aus hochreinem Rhenium werden hochwertige Spiegel von großer chemischer Beständigkeit und hohem Reflexionsvermögen produziert. Rheniumzusätze zu Platin-, Molybdän-, Wolfram- u. a. Legierungen verbessern die mechanischen Eigenschaften, Korrosions- und Wärmebeständigkeit.

Wichtige Verbindungen

Rhenium bildet verschiedene Oxide, ReO2, Re2O5, ReO3 und Re2O7. Unter den Halogeniden sind ReF5, ReF6 und ReF7 sowie ReCl3, ReCl5 und ReCl6 zu erwähnen.

Bau

Rhenium bildet hexagonal-dichteste Atompackungen.