రీనియం

రీనియం (Re) పరమాణు సంఖ్య 75 కలిగిన రసాయన మూలకం. ఇది ఆవర్తన పట్టికలోని గ్రూపు 7 లో, మూడవ వరుసలో ఉంటుంది. ఇది వెండి-బూడిద రంగులో, భారీ, పరివర్తన లోహం. బిలియన్‌కు 1 భాగం (ppb) అంచనా వేసిన సగటు సాంద్రతతో, భూమి పెంకులో ఉండే అరుదైన మూలకాలలో రీనియం ఒకటి. రీనియం ద్రవీభవన స్థానం 5869 కెల్విన్. స్థిరమైన మూలకాల్లో ఇది మూడవ-అత్యధిక స్థానం. రీనియం రసాయనికంగా మాంగనీస్, టెక్నీషియంను పోలి ఉంటుంది. మాలిబ్డినం, రాగి ఖనిజాల వెలికితీత, శుద్ధీకరణలో ఉప-ఉత్పత్తిగా రీనియం లభిస్తుంది. రీనియం −1 నుండి +7 వరకు అనేక రకాల ఆక్సీకరణ స్థితులను చూపుతుంది.

రీనియం, ₀₀Re

రీనియం
Pronunciation	/ˈriːniəm/ ​(REE-nee-əm)
Appearance	silvery-white
Standard atomic weight Ar°(Re)
	186.207±0.001[1] 186.21±0.01 (abridged)[2]
రీనియం in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Ununtrium Flerovium Ununpentium Livermorium Ununseptium Ununoctium Tc ↑ Re ↓ Bh టంగ్‌స్టన్ ← రీనియం → ఆస్మియం
Group	మూస:Infobox element/symbol-to-group/format
Period	period 6
Block	d-block
Electron configuration	[Xe] 4f14 5d5 6s2
Electrons per shell	2, 8, 18, 32, 13, 2
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	3459 K ​(3186 °C, ​5767 °F)
Boiling point	5869 K ​(5596 °C, ​10105 °F)
Density (near r.t.)	21.02 g/cm3
when liquid (at m.p.)	18.9 g/cm3
Heat of fusion	60.43 kJ/mol
Heat of vaporization	704 kJ/mol
Molar heat capacity	25.48 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 3303 3614 4009 4500 5127 5954
Atomic properties
Oxidation states	−3, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 (a mildly acidic oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 1.9
Ionization energies	(more)
Atomic radius	empirical: 137 pm
Covalent radius	151±7 pm
Spectral lines of రీనియం
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​hexagonal close-packed (hcp)
Speed of sound thin rod	4700 m/s (at 20 °C)
Thermal expansion	6.2 µm/(m⋅K)
Thermal conductivity	48.0 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	193 n Ω⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic[3]
Young's modulus	463 GPa
Shear modulus	178 GPa
Bulk modulus	370 GPa
Poisson ratio	0.30
Mohs hardness	7.0
Vickers hardness	2450 MPa
Brinell hardness	1320 MPa
CAS Number	7440-15-5
History
Discovery	Masataka Ogawa (1908)
First isolation	Masataka Ogawa (1908)
Named by	Walter Noddack, Ida Noddack, Otto Berg (1922)
Isotopes of రీనియం v e
Template:infobox రీనియం isotopes does not exist
Category: రీనియం view talk edit | references

1925లో వాల్టర్ నోడాక్, ఇడా టాకే, ఒట్టో బెర్గ్ కనుగొన్నారు. ^[4] మూలకాల్లో కనుగొన్న చిట్ట చివరి స్థిరమైన మూలకం రీనియం. దీనికి ఐరోపాలోని రైన్ నది పేరు పెట్టారు.

నికెల్ -ఆధారిత రీనియం సూపర్ అల్లాయ్‌లను దహన గదులు, టర్బైన్ బ్లేడ్‌లు, జెట్ ఇంజిన్‌ల ఎగ్జాస్ట్ నాజిల్‌లలో ఉపయోగిస్తారు. ఈ మిశ్రమాలు 6% రీనియంను కలిగి ఉంటాయి, దీని వలన జెట్ ఇంజిన్ నిర్మాణమే రీనియంకు అతిపెద్ద ఏకైక ఉపయోగం. రెండవ-అత్యంత ముఖ్యమైన ఉపయోగం ఉత్ప్రేరకం: రీనియం హైడ్రోజనేషన్, ఐసోమెరైజేషన్ లలో వాడే చక్కటి ఉత్ప్రేరకం. డిమాండుతో పోలిస్తే లభ్యత తక్కువగా ఉన్న కారణంగా, రీనియం ధర ఎక్కువగా ఉంటుంది. 2008/2009లో కిలోగ్రాముకు US$10,600 ధరతో సార్వకాలిక గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంది. రీనియం రీసైక్లింగ్‌లో పెరుగుదల, ఉత్ప్రేరకాలలో రీనియం డిమాండ్ తగ్గడం వల్ల, 2018 జూలై నాటికి ^[5] రీనియం ధర కిలోగ్రాముకు US$2,844 కి పడిపోయింది.

లక్షణాలు

రీనియం వెండి-లాంటి తెలుపు రంగులో ఉండే లోహం. అత్యధిక ద్రవీభవన బిందువు కలిగిన మూలకాలలో ఇది ఒకటి. టంగ్‌స్టన్, కార్బన్ లకు మాత్రమే దీనికంటే ఎక్కువ ద్రవీభవన బిందువు ఉంది. అత్యధిక మరిగే బిందువు కలిగిన మూలకాల్లో ఇది ఒకటి. స్థిరమైన మూలకాలలో ఇదే అత్యధిక మరిగే బిదువు. ప్లాటినం, ఇరిడియం, ఓస్మియమ్‌లను తరువాత అత్యధిక సాంద్రత కలిగినది రీనియం. రీనియంకు షట్కోణ క్లోజ్-ప్యాక్డ్ క్రిస్టల్ నిర్మాణం ఉంది. ^[6]

సాధారణంగా వాణిజ్య ప్రయోజనాల కోసం రీనియం పొడి రూపంలో ఉంటుంది. అయితే ఈ మూలకాన్ని వాక్యూమ్ లేదా హైడ్రోజన్ వాతావరణంలో నొక్కడం, సింటరింగ్ చేయడం ద్వారా కాంపాక్టు చేయవచ్చు. ఈ విధానం వలన లోహ సాంద్రతలో 90% కంటే ఎక్కువ సాంద్రత కలిగిన కాంపాక్ట్ ఘనపదార్థం లభిస్తుంది. ఎన్నీలింగు చేసినప్పుడు ఈ లోహం చాలా సాగేగుణం కలిగి ఉంటుంది. దీన్ని వంచవచ్చు, చుట్టవచ్చు, స్థూపాకారంగా చుట్టవచ్చు. రీనియం-మాలిబ్డినం మిశ్రమాలు 10 K ఉష్ణోగ్రత వద్ద సూపర్ కండక్టివుగా ఉంటాయి. టంగ్‌స్టన్-రీనియం మిశ్రమలోహాలు మిశ్రమంపై ఆధారపడి దాదాపు 4–8 K వరకు కూడా సూపర్ కండక్టివ్ గా ఉంటాయి. రీనియం లోహం 1.697±0.006 K వద్ద సూపర్ కండక్టివుగా ఉంటుంది. ^[7]

ఐసోటోపులు

రీనియంకు రీనియం-185 అనే ఒక స్థిరమైన ఐసోటోపు ఉంది. అయితే సమృద్ధిలో ఇది మైనారిటీ శాతమే. ఈ పరిస్థితి మరో రెండు మూలకాల విషయంలో మాత్రమే కనిపిస్తుంది (ఇండియం, టెల్లూరియం). సహజంగా సంభవించే రీనియం కేవలం 37.4% ¹⁸⁵Re, 62.6% ¹⁸⁷Re. ¹⁸⁷Re అస్థిరంగా ఉంటుంది కానీ దాని అర్ధ-జీవితం చాలా ఎక్కువ (≈10 ¹⁰ సంవత్సరాలు). ఈ ఐసోటోప్ ఉండటం వల్ల ఒక కిలోగ్రాము సహజ రీనియం 1.07 MBq రేడియేషన్‌ను విడుదల చేస్తుంది. రీనియం అణువు యొక్క ఛార్జ్ స్థితి ని బట్టి ఈ జీవితకాలం బాగా ప్రభావితమవుతుంది. ^{[8] [9] 187}Re యొక్క బీటా క్షయంను ఖనిజాల రీనియం-ఓస్మియం డేటింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఈ బీటా క్షయం కోసం అందుబాటులో ఉన్న శక్తి (2.6 keV). ఇది రేడియోన్యూక్లైడ్‌లన్నిటి లోకీ అతి తక్కువగా ఉండేవాటిలో ఒకటి. ఐసోటోప్ రీనియం-186m దాదాపు 200,000 సంవత్సరాల అర్ధ జీవితంతో ఎక్కువ కాలం జీవించే మెటాస్టేబుల్ ఐసోటోప్‌లలో ఒకటి. ¹⁶⁰Re నుండి ¹⁹⁴Re వరకు 33 ఇతర అస్థిర ఐసోటోప్‌లు కూడా ఉన్నాయి. వీటిలో ఎక్కువ కాలం జీవించేది ¹⁸³Re (70 రోజుల అర్ధ జీవితం). ^[10]

సమ్మేళనాలు

−2 మినహా −3 నుండి +7 వరకూ ఉన్న అన్ని ఆక్సీకరణ స్థితులకు రీనియం సమ్మేళనాలు ప్రసిద్ధి చెందాయి. ఆక్సీకరణ స్థితులు +7, +6, +4, +2 అత్యంత సాధారణమైనవి. ^[11] సోడియం, అమ్మోనియం పెర్హెనేట్‌లతో సహా పెర్హెనేట్ లవణాలుగా రీనియం వాణిజ్యపరంగా బాగా అందుబాటులో ఉంది. ఇవి తెలుపు రంగులో ఉండే నీటిలో కరిగే సమ్మేళనాలు. ^[12]

లభ్యత

మాలిబ్డెనైట్

రీనియం భూమి పెంకు లోని అరుదైన మూలకాలలో ఒకటి. దీని సగటు సాంద్రత 1 ppb; ^[13] కొన్ని మూలాధారాలు 0.5 ppb సంఖ్యను కూడా సూచిస్తాయి. భూమి పెంకులో ఇది 77వ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం. ^[14] రీనియం బహుశా ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛగా లభించదు కానీ దీని ప్రధాన వాణిజ్య వనరైన మాలిబ్డెనైట్ ఖనిజంలో (ప్రధానంగా మాలిబ్డినం డైసల్ఫైడ్) ఇది 0.2% వరకు ఉంటుంది. ^{[13] [15]} ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద రీనియం నిల్వలు చిలీలో రాగి ఖనిజ నిక్షేపాలలో భాగంగా ఉన్నాయి. 2005 లో చిలీ ^[16] ప్రముఖ రీనియం ఉత్పత్తిదారుగా ఉంది. మొదటి రీనియం ఖనిజం ఘనీభవించిన రీనియం సల్ఫైడ్ ఖనిజం (ReS₂) ను కురిల్ దీవులలోని కుద్రియావీ అగ్నిపర్వతం, ఇటురుప్ ద్వీపంలోని ఫ్యూమరోల్ లో 1994 లో కనుగొన్నారు. ^[17] కుద్రియావి నుండి సంవత్సరానికి 20-60 కిలోల రీనియం, రీనియం డైసల్ఫైడ్ రూపంలో వస్తుంది. ^{[18] [19]} రినైట్ అనే పేరు పెట్టబడిన ఈ అరుదైన ఖనిజానికి ధరలు అధికస్థాయిలో ఉన్నాయి. ^[20]

అప్లికేషన్లు

ప్రాట్ & విట్నీ F-100 ఇంజినులో రీనియం-కలిగిన రెండవ తరం సూపర్అల్లాయ్‌లను ఉపయోగిస్తారు

జెట్ ఇంజిన్ భాగాల తయారీలో ఉపయోగించే అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్‌లాయ్‌లలో రీనియంను జోడిస్తారు. ప్రపంచవ్యాప్తంగా 70% రీనియం ఉత్పత్తిని ఉపయోగించేది ఇక్కడే. ^[21] ప్లాటినం-రీనియం ఉత్ప్రేరకాలలో మరొక ప్రధాన అనువర్తనం ఉంది, ఇవి ప్రధానంగా సీసం -రహిత, అధిక-ఆక్టేన్ గ్యాసోలిన్ తయారీలో ఉపయోగపడతాయి. ^[22]

ఉత్ప్రేరకాలు

రీనియం-ప్లాటినం మిశ్రమం రూపంలో ఉన్న రీనియంను కటాలిటిక్ రిఫార్మింగులో ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగిస్తారు. తక్కువ ఆక్టేన్ రేటింగులు ఉండే పెట్రోలియం రిఫైనరీ నాఫ్తాస్‌ను అధిక-ఆక్టేన్ ద్రవ ఉత్పత్తులుగా మార్చే రసాయన ప్రక్రియ ఇది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా, ఈ ప్రక్రియ కోసం ఉపయోగించే ఉత్ప్రేరకాల్లో 30% వాటిలో రీనియం ఉంటుంది. రీనియంను ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగించే మరొక చర్య, ఒలేఫిన్ మెటాథెసిస్. సాధారణంగా ఈ ప్రక్రియ కోసం అల్యూమినాపై Re₂O₇ ను ఉపయోగిస్తారు. రీనియం ఉత్ప్రేరకాలు నైట్రోజన్, సల్ఫర్, ఫాస్పరస్ ల వలన కలిగే రసాయన విషానికి చాలా నిరోధకతను చూపుతాయి. కొన్ని రకాల హైడ్రోజనేషన్ ప్రతిచర్యలలో దీన్ని ఉపయోగిస్తారు.

ఇతర ఉపయోగాలు

¹⁸⁸Re, ¹⁸⁶Re ఐసోటోప్‌లకు రేడియోధార్మికత ఉంటుంది. వీటిని కాలేయ క్యాన్సర్‌కు చికిత్సలో ఉపయోగిస్తారు. అవి రెండూ కణజాలంలో లోతుకు చొచ్చుకుపోతాయి. (¹⁸⁶Re 5 mm, ¹⁸⁸Re 11 mm), కానీ ¹⁸⁶Re ఎక్కువ జీవితకాలం (90 గంటలు vs. 17 గంటలు) ఉంటుంది. ^[23]

¹⁸⁸Re ను ప్యాంక్రియాటిక్ క్యాన్సర్ చికిత్సలో కూడా ప్రయోగాత్మకంగా వాడుతున్నారు. ఇక్కడ అది లిస్టెరియా మోనోసైటోజెన్స్ అనే బాక్టీరియం ద్వారా పంపిణీ చేయబడుతుంది. ^{[24] 188}Re ఐసోటోపును స్కిన్ క్యాన్సర్ థెరపీలో కూడా వాడుతున్నారు. బేసల్ సెల్ కార్సినోమా, చర్మం యొక్క పొలుసుల కణ క్యాన్సర్ చికిత్సలో ఈ ఐసోటోపుకున్న బీటా ఉద్గార లక్షణాలను ఉపయోగిస్తారు. ^[25]

జాగ్రత్తలు

రీనియం, దాని సమ్మేళనాలను చాలా తక్కువ మొత్తంలో ఉపయోగిస్తారు కాబట్టి, వాటి విషప్రభావం గురించి చాలా తక్కువగా తెలుసు. కొన్ని రీనియం సమ్మేళనాలను మాత్రమే వాటి విషప్రభావం కోసం పరీక్షించారు; రెండు ఉదాహరణలు పొటాషియం పెర్హెనేట్, రీనియం ట్రైక్లోరైడ్, వీటిని ఎలుకలలోకి ఇంజెక్ట్ చేయగా, ఏడు రోజుల తర్వాత పెర్హెనేట్ LD<sub id="mwAiw">50</sub> విలువ 2800 mg/kg (ఇది చాలా తక్కువ విషపూరితం, టేబుల్ సాల్ట్ మాదిరిగానే ఉంటుంది), రీనియం ట్రైక్లోరైడ్ 280 mg/kg LD₅₀ విలువ చూపించింది.

మూలాలు

1. "Standard Atomic Weights: Rhenium". CIAAW. 1973.
2. Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; et al. (2022-05-04). "Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry (in ఇంగ్లీష్). doi:10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
3. Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
4. (1925-06-01). "Die Ekamangane".
5. "BASF Catalysts - Metal Prices". apps.catalysts.basf.com. Archived from the original on 2021-04-12. Retrieved 2022-10-25.
6. (1970). "Effect of pressure and temperature on lattice parameters of rhenium".
7. Daunt, J. G.; Lerner, E. "The Properties of Superconducting Mo-Re Alloys". Defense Technical Information Center. Archived from the original on 2017-02-06.
8. Johnson, Bill (1993). "How to Change Nuclear Decay Rates". math.ucr.edu. Retrieved 2009-02-21.
9. (1996). "Observation of bound-state β⁻ decay of fully ionized ¹⁸⁷Re: ¹⁸⁷Re-¹⁸⁷Os Cosmochronometry".
10. Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
11. Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon (1985). Lehrbuch der Anorganischen Chemie. pp. 1118–1123.
12. Glemser, O. (1963) "Ammonium Perrhenate" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed., G. Brauer (ed.
13. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
14. Emsley, John. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press.
15. Rouschias, George. "Recent advances in the chemistry of rhenium".
16. Anderson, Steve T. "2005 Minerals Yearbook: Chile" (PDF). United States Geological Survey. Retrieved 2008-10-26.
17. Korzhinsky, M. A.. "Discovery of a pure rhenium mineral at Kudriavy volcano".
18. Kremenetsky, A. A.. "Concentration of rhenium and other rare metals in gases of the Kudryavy Volcano (Iturup Island, Kurile Islands)".
19. Tessalina, S.. "Sources of unique rhenium enrichment in fumaroles and sulphides at Kudryavy volcano".
20. "The Mineral Rheniite". Amethyst Galleries. Archived from the original on 2012-08-29. Retrieved 2022-10-25.
21. Naumov, A. V. (2007). "Rhythms of rhenium".
22. Magyar, Michael J. (April 2011). "2009 Mineral Yearbook: Rhenium" (PDF). United States Geological Survey.
23. "The Tungsten-188 and Rhenium-188 Generator Information". Oak Ridge National Laboratory. 2005. Archived from the original on 2008-01-09. Retrieved 2008-02-03.
24. Baker, Monya (22 April 2013). "Radioactive bacteria attack cancer".
25. Cipriani, Cesidio (2020-07-22). "Personalized irradiation therapy for NMSC by rhenium-188 skin cancer therapy: a long-term retrospective study".