RHENIUM
 
1                                 18
H 2                     13 14 15 16 17 He
Li Be                     B C N O F Ne
Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt ? ? ?   ?    ?  
      Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu  
      Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr  

Re, atomnr. 75, molvekt 186,207 g, elektronkonfigurasjon: (Xe)+4f14-5d5-6s2, smeltepunkt 3186 °C, kokepunkt 5596 °C, tetthet 21,02 g/cm3 (ved 20 °C). Metallet har en middels varmeledningsevne, 0,480 W/cm/K ved 25 °C, noe mindre enn jern og litt mer enn bly. Varmeutvidelseskoeffisienten er lav, 0,0000067 pr. K ved 25 °C, litt mindre enn niob og litt mer enn tantal. Den elektriske motstanden er middels for metaller, 19,3 mikrohm-cm, litt mer enn thallium og litt mindre enn bly. Det har en forholdsvis svak magnetiserbarhet på +67,6 cgs-enheter ved 25 °C, litt mindre enn molybden og litt mer enn wolfram. De sterkeste spektrallinjene er en blå ved 4889 Å og en ultrafiolett ved 3460 Å.

Rhenium hører til gruppe 7 (også kalt 7b eller VIIB eller side/bigruppe 7) i det periodiske systemet. Det har (1995) hele 41 kjente isotoper og isomerer. Den eneste stabile er 185, men b --emitteren 187 har en halveringstid på 50 milliarder år og forekommer også i naturen. Den er faktisk den vanligste med 62,60 atomprosent, mens resten er 185. Ellers har Re 186 en metastabil isomer, Re 186m, hvor overgangen til grunntilstanden er så kvantesystematisk krevende at halveringstiden er 200000 år. Re 182 har ellers 64 timer, Re 183 71 dager, Re 184 38,0 dager, Re 184m 169 dager, Re 186 69,25 timer og Re 189 24,3 timer, mens de øvrige har noen timer eller kortere.

HISTORIE
Ich weiß nicht, was soll es bedeuten,
daß ich so traurig bin,
ein Märchen aus uralten Zeiten,
das kommt mir nicht aus dem Sinn.
Die Luft ist kühl und es dunkelt,
und ruhig fließt der Rhein,
der Gipfel des Berges funkelt
im Abendsonnenschein.

Die schönste Jungfrau sitzet
dort oben wunderbar,
ihr goldnes Geschmeide blitzet,
sie kämmt ihr goldenes Haar.
Sie kämmt es mit goldenem Kamme
und singt ein Lied dabei;
das hat eine wundersame,
gewalt'ge Melodei.

Den Schiffer im kleinen Schiffe
ergreift es mit wildem Weh;
er schaut nicht die Felsenriffe,
er schaut nur hinauf in die Höh.
Ich glaube, die Wellen verschlingen
am Ende Schiffer und Kahn;
und das hat mit ihrem Singen
die Lorelei getan.

Heinrich Heine, 1823

I mai 1925 satt det ingen underskjønn jomfru på Lorelei-klippen og lokket små elveskippere i døden, hun var forlengst jaget bort av industrielle lektere som dampet osende forbi fulle av illeluktende produkter i et like stinkende, brunt elvevann. Strykene som var så farlige for de små skipperne var regulert av sluseporter.

Men i mai år 51 før vår tidsregning satt hun der ennå og kjemmet sitt gylne hår og sang om død og undergang mens atrebatenes Commios krysset elven i nattemørket. Han enset ikke lokkesangen, for han var ute i livsviktig ærend. Der på den andre siden av den store elven bodde det germanere - harde, ubøyelige krigere fra det kalde nord som han ville søke hjelp hos. Han og Correos av bellovacerne hadde samlet de fleste av de belgiske gallerne om seg i et siste forsøk på endelig å få bukt med de forhatte romerpøblene. Bellovacerne var de beste krigerne i hele Litavia (eller Gallia som romerne kalte landet), enda tøffere enn til og med de andre belgierne. Men Commios, som forgjeves hadde prøvd å komme Vercingetorix til unnsetning ved det bitre nederlaget året før, stolte ikke bare på egen styrke, han ville også prøve denne siste utveien for å skaffe forsterkninger mot de utspekulerte djevlene.

Etter de siste germanske framrykningene hadde elva Renos blitt grenseskillet mellom kelterne og germanerne her i vest. Renos var den nordvesteuropeske hovedvannveien, en bred, mektig elv som hadde sitt utspring i Venetos-sjøen i lepontiernes land oppe i Alpene. Derfra rant den gjennom en rekke av det nordlige Europas tidligste jordbruksbygder, først vestover gjennom helvetiernes land, så dreide den mot nord ved Basilia, rant nordover gjennom sekvanernes, tribocernes og nemeternes land og gjorde en sving vestover igjen ved Mogontiacon før den rant nordvestover gjennom treverernes land. Der den nærmet seg sjøen delte den seg i flere kanaler og dannet en rekke meget store øyer hvor det visstnok bodde ville stammer som levde av fisk og fugleegg..

Men det var ikke Rhinen som rant gjennom byen der dr. Walter Noddack og dr. Ida Tacke sto en maidag i 1925 i laboratoriet i det fysikotekniske testinstituttet og løste gadolinitt i syre. Det var Spree. Etter at Dimitrij Ivanovitsj Mendelejev i 1869 offentliggjorde det periodiske systemet sitt sammen med spådommer om nye grunnstoffer som det ville være mulig å finne i forskjellige posisjoner som var tomme i systemet, ble det gjort mye arbeid for å finne de manglende stoffene, og det førte raskt til resultater. Gallium ble oppdaget i 1875, scandium i 1879 og germanium i 1886, og alle stemte forbløffende godt overens med spådommene til Mendelejev om egenskapene til de manglende stoffene. Det periodiske systemet var en stor suksess, det var mye lettere å finne nye grunnstoffer enn før, siden man visste hva man skulle lete etter.

Likevel varte det lenge før man klarte å fylle hullene i gruppe 7. Ennå langt inn i det nye århundret var mangan det eneste metallet i gruppen. Mendelejev hadde spådd to nye grunnstoffer her, eka-mangan i 5. periode og dvi-mangan i den 6. Da Henry Gwyn Jefferys Moseley i 1913 oppdaget sammenhengen mellom kjerneladningen og røntgenspekteret til et grunnstoff og fant at kjerneladningen var identisk med atomnummeret var det klart at de to manglende grunnstoffene var nr. 43 og nr. 75, og man visste nøyaktig hvilke røntgenenergier man skulle lete etter. Både før og etter denne oppdagelsen ble det gjort mange undersøkelser av manganmineraler for å finne spor etter de to manglende slektningene, men med få resultater.

Noddack og Tacke visste at molybden og wolfram ikke fantes i krommineraler og at ruthenium og osmium var like lite utbredt i jernmineraler. Derimot forekom flere av grunnstoffene i periode 5 og 6 i hverandres mineraler. Derfor begynte de i 1922 å undersøke platinamalm, vanligvis en blanding av alle platinametallene i gruppe 8. Senere gikk de over til columbitt, som var kjent for å inneholde alle grunnstoffer fra 39 til 42 og alle fra 72 til 74. I mai 1925 hadde de gått over til gadolinitt, som også var kjent for å inneholde et velassortert utvalg av grunnstoffer. Etter velfunderte antakelser om oksydasjonsegenskapene til eka- og dvi-mangan klarte de å oppkonsentrere rhenium 100000 ganger og med hjelp fra dr. Otto Berg fra Siemens-Halske-kompaniet som hadde levert røntgenapparatet, studerte de røntgenlinjene fra prøven og oppdaget 5 linjer som etter Moseleys utregninger måtte stamme fra nr. 75. De kalte det rhenium etter Rhenus, det romerske navnet på Renos, elva Rhinen, til minne om Rhinland, som hadde vært okkupert av ententemaktene siden verdenskrigen. Rhenium var det siste stabile grunnstoffet som ble oppdaget.

De fant også noen linjer som de trodde kunne stamme fra eka-mangan, nr. 43, og foreslo navnet masurium etter Masuria, en latinsk variant av navnet til øst-Preussen, landet som var blitt isolert på grunn av korridoren som ententemaktene hadde gitt til polakkene etter verdenskrigen. Denne oppdagelsen ble ikke bekreftet, og da man fant ut at nr. 43 hadde så kort halveringstid som 210000 år gikk man ut fra at de hadde tatt feil. Men columbittmineralet de hadde brukt til denne undersøkelsen inneholder faktisk opptil 10 % uran, og derfor også litt technetium. I 1999(?) analyserte John T. Armstrong fra National Institute of Standards and Technology i USA eksperimentene deres og fant at de faktisk kunne ha registrert denne lille mengden technetium med de instrumentene de hadde.

Walter Karl Friedrich Noddack ble født 17/8 1893 og døde i Bamberg i Tyskland 12/7 1960. Ida Eva Tacke ble født i Haus Wohlgemuth ved Lackhausen i Tyskland 25/2 1896 og døde i Bad Neuenahr 24/9 1978. Hun var datter av lakkfabrikanten Adalbert Tacke og var en av de første kvinnene som studerte kjemi i Tyskland, på den tekniske høyskolen i Berlin. Hun tok eksamen der i 1919 og ble i 1922 ansatt på Den fysiske riksanstalten i Berlin hvor hun og Noddack samarbeidet. De giftet seg i 1926, fortsatte å arbeide med rhenium, og isolerte og karakteriserte en rekke forbindelser. I 1928 klarte de å fremstille et gram rent rhenium utfra 660 kg norsk molybdenglans. Det var Ida Noddack som i 1934 for første gang satte fram hypotesen om at urankjernen kunne spaltes. De publiserte den såkalte "allnærværsteorien" for grunnstoffene i 1936 og hørte til grunnleggerne av geokjemien. Ida Noddack var også en av grunnleggerne av kosmokjemien etter noen undersøkelser av meteoritter.

Rhenium stammer altså gjennom latin Rhenus fra gallisk Renos, eldre Reinos, fra den indoeuropeiske roten er-, or- 'sette seg i bevegelse, vekke, bringe opp'.

Fra utvidelsen re-nu- 'strømme, renne' kommer også germansk rinnan, rinvan, rennan, norrønt rinna og norsk renne. En annen germansk form fra re-nu er rannioon 'renne, liten grøft', som i middelnedertysk ble til renne og trolig derfra er lånt til norsk som substantivet renne. En kausativ av rinnan er rannian 'få til å strømme, få til å løpe', som i norrønt ble renna 'få til å løpe, fare avsted' og i norsk også ble til renne. Tre ord i ett, med andre ord.

Riiþuloon er en germansk diminutiv av liknende opphav som i nedertysk ble til rille 'fure etter regnvann, renne' og ble lånt til norsk som rille.

En utvidelse av er- er rei-, erei- 'reise seg, stige opp' som i germansk ble utvidet til riisan, norrønt rísa 'reise seg', norsk reise (seg). En kausativ av riisan er raisian, raizian 'få noe til å reise seg', som i norrønt ble reisa og i norsk reise. Av riisan kom også en fortidsform som i vestgermansk ble substantivert til raisoon 'oppstigning, oppbrudd' og i middelnedertysk ble til reise 'reise, oppbrudd, krigstog, tidspunkt', lånt til sent norrønt reisa 'reise, ferd', som i norsk ble til reise. Reise i middelnedertysk ble verbalisert til reisen 'dra til et fjerntliggende sted', som er lånt til norsk som reise. Det norske ordet reise er altså egentlig 4 forskjellige ord(!)

En annen utvidelse av er-: er-ed- 'få til å flyte, forurolige, plage', er trolig opprinnelsen til germansk artian 'opphisse, pirre, erte', norrønt erta, norsk erte.

Andre utvidelser av er- er ereu- og reu-s som i norrønt ble til raus 'snakk', rausa 'snakke', rausn 'anseelse' og raust 'røst', og det siste har overlevd i norsk som røst. I middelnedertysk ble reu-s til ruusen 'fare av sted, styrte ned, suse, bruse, skumme' og derfra er lånt til norsk som ruse. Ruse er i norsk substantivert til rus. Det samme ordet er også brukt i sammensetningen ruskevær.

Trolig er også er- opprinnelsen til germansk erla- 'fornem mann' og derfra norrønt og norsk jarl.

Av or- kommer også latin oriri 'heve seg, stå opp, bli født', som vi har lånt i fremmedord som orient, origo, original, orientere, for det meste gjennom fransk.

GEOLOGI
Rhenium er et av de sjeldneste grunnstoffene. Det utgjør ikke mer enn 0,00000007 % av den faste, øvre jordskorpen og ligger med det på en 81.-plass av de 96 grunnstoffene som har noen kontinuerlig eksistens i naturen, mellom iridium og krypton, og det er bare krypton og xenon av de stabile grunnstoffene som ligger bak. I havvann er det målt 0,0000000004 %, og rhenium ligger der på delt 57.-plass med tinn, gull og tantal. I universet som helhet utgjør rhenium etter vanlige estimater 0,00000012 % av all masse, og ligger på en 63.-plass. Årsaken til den lave hyppigheten i jordskorpen er dels at rhenium følger de tunge platinametallene i geokjemien, og de konsentrerer seg i Jordas kjerne sammen med jern, kobolt og nikkel, mens det er mindre av dem nær overflaten. Tyngden av rhenium selv vil også være tilbyelig til å konsentrere det i dypere lag.

Rhenium har (1977) ikke noen egne mineraler. Det er mest utbredt i molybdenglans. Noen molybdenglansforekomster i Arizona (spesielt rundt Miami i Arizona) og Utah i USA inneholder 0,002 til 0,2 % rhenium. Den tyske Mansfelder kobberskifer inneholder 0,005 % rhenium og utnyttbare mengder finnes også i de russiske platinamalmene samt i gadolinitt, columbitt og tantalitt, som bl.a. er utbredt i Norge.

KJEMI
Rhenium er et glinsende metall som likner platina av utseende. Det krystalliserer heksagonalt, som technetium, og beholder den samme strukturen opp til smeltepunktet. Bare wolfram og karbon har høyere smeltepunkt, bare osmium, iridium og platina har høyere tetthet og elastisitetsmodulen overgås bare av osmium og iridium. Metallet er meget hardt (7 på mohs skala) og må oppvarmes til det blir rødglødende før det kan valses. Strekkfastheten er spesielt høy. Glødet rhenium er svært smidig og kan bøyes, vris eller valses til forskjellige former. Legeringer av rhenium og molybden blir supraledende ved 10 K.

Rhenium er nokså edelt og temmelig uangripelig i kompakt form ved romtemperatur, det kan beholde en skinnende flate i dusinvis av år, omtrent som gull og platina. Men pulverisert, fuktig rhenium oksyderes i romtemperatur til perrheniumsyre, HReO4. Kompakt rhenium må oppvarmes til 350 °C for å oksyderes merkbart. Det angripes ikke merkbart av saltsyre, flussyre og kald svovelsyre, men oksyderes til perrheniumsyre av salpetersyre og varm svovelsyre og andre oksyderende syrer og hydrogenperoksyd. Det løses også av varmt bromvann.

Som mangan og technetium kan rhenium opptre i oksydasjonstrinn fra +2 til +7, men i likhet med technetium danner det få toverdige forbindelser, og de syvverdige er mye mindre oksyderende enn de til mangan. Spesielt +5, men også +4 har en rik kjemi. Rhenium er overveiende surt, spesielt i de høyeste oksydasjonstrinnene, og danner vanskelig kationer. I de lavere oksydasjonstrinnene danner rhenium karakteristiske halogenider med metall-metallbindinger. Denne tendensen er bare svak hos technetium og helt fraværende hos mangan.

Det er kjent et hydridkompleks i oksydasjonstrinn 7, ReH92-, som kan lages ved å redusere perrhenat med et overskudd av natrium i etanol. Oktaklorodirhenationet, Re2Cl82-, kan reduseres med fosfiner og natriumborohydrid til nøytrale molekylære hydrider som Re2H8(P(CH3)3)4. Andre fosfiner kan stabilisere andre hydrider i forskjellige oksydasjonstrinn, som ReH3((C6H5)2PCH2CH2P(C6H5)2)2 og ReH5(CH3CH2P(C6H5)2)3. Disse kan danne kationer ved protonering, liksom ammoniakk.

Floraen av organometalliske forbindelser med rhenium er overveldende. Bindingsforholdene er ofte spesielle, med dobbelt- og trippelbindinger mellom rhenium og karbon. Rhenium kan også danne bindinger med selve C-C-trippelbindingen i acetylen og alkyner.

Rhenium danner ikke et karbid, men i likhet med flere andre overgangsmetaller danner også rhenium kompleksforbindelser med karbonyl, som dirheniumdekakarbonyl, Re2(CO)10, og pentakarbonylrhenat-ionet, [Re(CO)5]-.

Det er kjent en rekke kompliserte komplekser med nitrosyl (NO) og andre større eller mindre molekyler og ioner. I mange nitridkomplekser danner rhenium både dobbelt- og trippelbindinger med nitrogen.

Komplekser med nøytrale fosfiner spiller en stor rolle i rheniumkjemien. F.eks. kan oktaklorodirhenationet, Re2Cl82-, også reduseres med bare fosfiner til nøytrale molekylære forbindelser hvor rhenium formelt er toverdig, men har en trippelbinding mellom rheniumatomene, f.eks. Re2Cl4(P(CH3)3)4. Disse molekylene kan oksyderes til både en- og toverdige ioner med visse oksydasjonsmidler.

Rhenium reagerer både med silisium, fosfor og arsen ved høy temperatur.

Rheniumpulver brenner i luft ved oppvarming til over 400 °C. Resultatet er rhenium(VII)oksyd eller -'heptoksyd', Re2O7, et gult, krystallinsk stoff med smeltepunkt 220 °C. Det er ikke så molekylært som technetiumheptoksydet, det krystalliserer som endeløse kjeder av alternerende ReO4-tetraedre og ReO6-oktaedre som deler hjørner. Det røde rheniumtrioksydet ReO3 dannes ved å redusere heptoksydet med rheniummetall ved 200-250 °C. Det har en kubisk perovskittliknende struktur uten noe stort kation i kubesenteret. Det blå 'pentoksydet' Re2O5 fås ved elektrolytisk reduksjon av svovelsure perrhenatløsninger. Det kan også lages et brunt dioksyd, ReO2, som har en vridd rutilstruktur med metall-metallbindinger, og et svart, vandig seskvioksyd, Re2O3.xH2O, som felles ut ved hydrolyse av rhenium(III)klorid med natronlut.

Det svarte rhenium(VII)sulfidet, Re2S7, eller rhenium-'hepta'-sulfid, fås ved å mette 2-6M saltsyreløsninger av perrhenat med hydrogensulfid. Rheniumtrisulfid, ReS3, fås ved å redusere heptasulfidet med hydrogen. Et ikkestøkiometrisk disulfid fås ved å oppvarme (VII)sulfidet i vakuum. Det finnes også et diselenid som i likhet med disulfidet har en skiktstruktur med betydelig metall-metallbinding. Ditelluridet har en annen struktur.

Rheniumheptoksyd løses lett i vann til en syre som etter tradisjonelt mønster kalles perrheniumsyre, HReO4, en sterk, fullstendig dissosiert syre. Ved inndamping fås ikke den rene syren, men et blekgult, hydratisert oksyd, Re2O7.2H2O. Perrhenationet, ReO4-, er i motsetning til permanganatet nokså stabilt i alkalisk løsning, men kan reduseres av hydrogenhalogenider og organiske stoffer. Ionet er i motsetning til syren fargeløst, liksom saltene hvis ikke kationet er farget. Løselighetsforholdene for alkalisaltene er som for perkloratene, de løses tyngre enn pertechnetatene. Såkalte meso- og ortoperrhenater, henholdsvis ReO53- og ReO65- kan lages av barium ved å oppvarme bariumperrhenat og bariumkarbonat i støkiometriske mengder og regulere temperaturen og oppvarmingstiden nøye. Stukturen i ortoperrhenatene later til å være bygd opp av ReO6-oktaedre. Det finnes også tioperrhenater som ReS4- og ReO3S-.

Elektrolytisk reduksjon av tetrametylammoniumperrhenat, N(CH3)4ReO4, gir paramagnetiske salter av olivengrønt rhenat, ReO42-, som er ekstremt følsomt for luftoksydasjon. Rhenater kan også fås ved å smelte sammen perrhenater og alkalier. De er forholdsvis stabile i alkalisk løsning, men disproporsjonerer i sur og nøytral til perrhenat og rheniumdioksyd. Ved å smelte rheniumdioksyd med alkalihydroksyder fås rhenitter, f.eks. K2ReO3. Dette er mer et dobbeltoksyd enn et salt. Andre dobbeltoksyder som i noen tilfeller inneholder separate saltaktige rhenationer kan fås ved å smelte sammen rheniumoksyder og andre oksyder, f.eks. MgReO4, La4Re6O19 og Cr2ReO6.

Rheniumhalogenidene er flyktige, særlig ved høyere oksydasjonstrinn. I motsetning til technetium danner rhenium et heptafluorid, ReF7, ved fluorering under trykk ved 400 °C, en blekgul, flyktig substans som smelter ved 48 °C og likner jodheptafluorid, det eneste andre kjente heptafluoridet. Fluorering ved 120 °C og atmosfæretrykk gir det like blekgule heksafluoridet, ReF6, som smelter ved 18,7 °C. Det grønngule pentafluoridet (sm.p. 48 °C) fås ved å redusere heksafluoridet med hydrogen i flytende HF ved 25 °C. Reduksjon med rheniummetall ved 500 °C gir et blått tetrafluorid, ReF4, som sublimerer ved over 300 °C.

Ved å klorere rhenium ved 600 °C fås en mørk rødbrun damp som kondenseres til mørkerøde krystaller av rheniumpentaklorid, egentlig en dimer, Re2Cl10. Krystallene består av ReCl6-oktaedre som deler en kant to og to. Det svarte tetrakloridet, ReCl4, kan for eksempel lages ved å redusere pentakloridet med tetrakloretylen. Strukturen er meget spesiell, med dobbeltoktaedriske Re2Cl9-enheter som to og to har en flate felles og deler et kloratom i hver topp med naboenhetene. Mellom de to rheniumatomene er det metallbinding. Ved å dekomponere pentakloridet i sterk varme fås mørkt purpurrøde krystaller av et triklorid, som er en trimer, Re3Cl9, med forholdsvis høyt smeltepunkt. Molekylet her består av et plant triangel av kloratomer med rheniumatomer midt på hver side, med to kloratomer bundet til hvert rheniumatom, ett på hver side av triangelplanet. Disse sideatomene byttes lettere ut ved substitusjonsreaksjoner enn de andre kloratomene. Det er dobbeltbindinger mellom de tre rheniumatomene. Det kan også lages et rødgrønt heksaklorid med smeltepunkt 29 °C.

Bromering av rhenium ved 600 °C gir et mørkebrunt pentabromid som dekomponerer til et rødbrunt trimert tribromid ved oppvarming. Et mørkerødt tetrabromid kan fås ved forsiktig inndamping av perrheniumsyreløsninger i et overskudd av hydrogenbromid. Svart rheniumtetrajodid kan fås på tilsvarende måte. Ved oppvarming til 350 °C i et forseglet rør fås et monomert trijodid, mens et polymert dijodid fås ved oppvarming til 110 °C i nitrogen. Alle jodidene er svarte. Tribromidet og trijodidet har samme struktur som trikloridet.

Det kan dannes en mengde halogenidkomplekser. De fleste er 6-koordinerte, f.eks. KReCl6, NaReBr6 og (NH4)2ReCl6, men med fluorid fås et oktafluororhenat i oksydasjonstrinn +6: ReF82-. De viktigste er de fireverdige gule heksaklororhenatene, ReCl62-.

Det interessante kloridkomplekset Re2Cl82- kan lages av rheniumtriklorid eller ved å redusere perrhenat i saltsyre med hydrogen eller underfosforsyrling, men det mest effektive er å koke tetrabutylammoniumperrhenat med benzosyreklorid. Ionet har faktisk en firedobbeltbinding mellom rheniumatomene, og var i 1964 den første stabile forbindelsen som ble oppdaget med en slik kvadruppelbinding. Ionet reagerer f.eks. reversibelt med organiske syrer til molekyler hvor 6 av kloratomene er fjernet og det er bundet fire syrerester med begge oksygenatomene i karboksylgruppen bundet til hvert sitt rheniumatom, f.eks. (CH3COO)4Re2Cl2. Kvadruppelbindingen reagerer med sterkt p-aksepterende ligander som isonitriler og karbonmonoksyd til forskjellige komplekser med bare ett rheniumatom. Det finnes også analoge ioner hvor klor er erstattet av fluor, brom, jod eller tiocyanat i alle eller noen av posisjonene.

Det er kjent flere oksyhalogenider. I oksydasjonstrinn +7 har vi det kremgule ReOF5 som smelter ved 34,5 °C, det blekgule ReO2F3 med smeltepunkt 90 °C, det gule ReO3F med smeltepunkt 147 °C, som fås ved å løse perrhenater i flytende flussyre, og det fargeløse ReO3Cl med smeltepunkt 131 °C, som fås ved å varme opp rheniumpentaklorid med dikloroksyd til 250 °C i karbontetraklorid, samt ReO3Br med smeltepunkt 39,5 °C. I oksydasjonstrinn +6 fås det blå, polymere (ReOF4)n, som smelter ved 107,8 °C og fordamper til enkeltmolekyler ved videre oppvarming, det stort sett molekylære, grønnbrune ReOCl4 med smeltepunkt 30 °C, som kan lages ved å oppvarme rhenium med SO2Cl2 til 350 °C, og det blå ReOBr4, som dekomponerer ved over 80 °C. I oksydasjonstrinn +5 finnes det svarte ReOF3, som har et forholdsvis høyt smeltepunkt, og trolig de tilsvarende klor- og bromforbindelsene.

En mengde oksohalogenidkomplekser er også kjent, f.eks. ReOCl4-, ReOF52-, ReOCl5-, ReO3Cl32- og [Cl5ReOReCl5]4-. Oksyhalogenidene kan også danne komplekser med en god del forskjellige andre ligander.

Analyse:

For analyse av rhenium er ofte spormengder det mest aktuelle, og nøytronaktivering er velegnet, siden isotopene som dannes har bekvemme halveringstider på 89 og 17 timer, utbyttet er bra og gammalinjene rimelig karakteristiske.

Fremstilling:

Rhenium fås fra flyvestøvet som danner seg ved røsting av molybdenglans eller fra rester etter smelting av enkelte kobbermalmer. Det konsentreres i oksyderende løsninger som perrhenat og felles eller inndampes som kalium- eller ammoniumperrhenat ved tilsetning av kalium- eller ammoniumklorid. Metallet fås ved varmespaltning av ammoniumperrhenat, NH4ReO4, eller ammoniumheksaklororhenat(IV), (NH4)2ReCl6, i hydrogenatmosfære. Resultatet er et grått pulver. Smeltepunktet er høyt, og det er vanligvis mer aktuelt å bruke metallet i pulverform enn å sintre eller smelte det om, men det kan presses og motstandssintres i vakuum eller hydrogenatmosfære til kompakte stykker som holder mer enn 90 % av den reelle tettheten.

Demonstrasjonsforsøk:

Hvis man har tilgang til rhenium er noen av reaksjonene iøynefallende nok. Antenn f.eks. litt rheniumpulver i en røroppsats i avtrekk og før rheniumoksyddampen som dannes inn i et kjølerør hvor den kondenseres. Løs oksydet i vann til en sterk syre som f.eks. etser sink.

Vis fram og demonstrer noen av produktene som er nevnt under utnyttelse. Spesielt torsjonsfibre som kan bære flere hundre kilo med en tykkelse på 1 mm er nokså iøynefallende. Prøv å finne lyspærer hvor glødetråden er belagt med rhenium. Diskuter hvorfor dette ikke er mer vanlig.

Noen viktige rheniumforbindelser:

Rhenium(VII)oksyd, rheniumheptoksyd, gule, sterkt hygroskopiske heksagonale plater eller pulver med smeltepunkt 220 °C og kokepunkt 363 °C. Løses lett i vann til en gullig og sterkt sur løsning av perrheniumsyre. Løses lett også i alkohol, løselig også i syrer og baser.

Dirheniumdekaklorid, rheniumpentaklorid, mørkt rødbrune krystaller som smelter ved 261 °C og dekomponerer ved videre oppvarming. Dekomponerer i vann, løses i syrer og alkalier. Krystallene består av ReCl6-oktaedre som deler en kant to og to.

Kaliumperrhenat, tetragonale hvite krystaller som løses tungt i kaldt vann, 0,0418 mol/l ved 20 °C, litt lettere i varmt, 0,484 mol/l ved 100 °C. Smeltepunkt 550 °C, kokepunkt 1360-1370 °C. Meget tungt løselig i alkohol.

BIOLOGI
Rhenium spiller ikke noen rolle i det naturlige stoffskiftet for noen planter eller dyr. Giftighetsforholdene er lite kjent, og derfor bør rhenium og rheniumforbindelser som andre tungmetaller behandles med forsiktighet.

UTNYTTELSE
Rhenium brukes som legeringsmetall for visse molybden-, wolfram- og tantallegeringer som må være spesielt temperatur- og korrosjonsbestandige, f.eks. i ioniseringsfilamenter i massespektrografer. Slike legeringer beholder gode mekaniske egenskaper helt opp til 3000 °C. Se f.eks. http://www.goodfellow.com/static/A/W_12.HTML eller
http://www.rhenium.com/

En liten tilsetning av rhenium gjør de normalt sprø wolfram og molybden smidige selv ved lav temperatur. Denne såkalte rheniumeffekten kan skyldes at rhenium trekker til seg hydrogen slik at det ikke konsentrerer seg ved korngrensene og gjør metallet sprøtt. En 50-50 legering av molybden og rhenium brukes i torsjonsfibre for navigasjonsinstrumenter og andre følsomme instrumenter. Disse trådene kan være ned mot 0,01 mm tykke og er utrolig sterke. En tråd på 1 mm kan bære flere hundre kilo.

Metallet brukes også til rakettspisser, elektroder for elektroanalyse, elektriske kontakter som trenger stor slitestyrke og motstand mot lysbuekorrosjon, rheniumtråder brukes i blitzlamper og termoelementer med wolfram, molybden, iridium eller platina. Metallet brukes også i pennespisser og i instrumentdeler som trenger stor slitestyrke. Termoelementer av rhenium og wolfram kan brukes til å måle temperaturer opptil 2200 °C eller høyere hvis atmosfæren er ikkeoksyderende. Stål beskyttes effektivt mot syreangrep ved elektrolytisk belegging med rhenium. Belegging av wolframtrådene i lyspærer med rhenium øker levetiden dramatisk. Se også: http://www.espi-metals.com/tech.htm

Den mest utstrakte anvendelsen er som katalysator. Rheniumkatalysatorer, gjerne legert med platina, er usedvanlig motstandsdyktige mot inaktivering på grunn av forurensninger av nitrogen, svovel og fosfor, og brukes til hydrogenering av finkjemikalier og flere prosesser i oljeraffineringen, hydrocracking, reformering, disproporsjonering av olefiner. Rheniumoksyder katalyserer metatese av alkener med funksjonelle grupper, d.v.s. flytting av dobbeltbindinger på tvers av molekyler, f.eks. 2CH2=CHCOOH -> CH2=CH2 + HOOCCH=CHCOOH. Rheniumsulfider er effektive for å katalysere hydrogenering av organiske stoffer og har den fordelen framfor platinametall at de ikke 'forgiftes' av svovelforbindelser. De katalyserer også reduksjon av nitrogenmonoksyd til lystgass.

Den naturlige radioaktive isotopen 187 kan brukes til å datere mineraler og bergarter eller til kosmologiske dateringer, rheniumisotopforholdet kan brukes til å bestemme om en meteoritt har sin opprinnelse i vårt solsystem eller ikke.

Den kunstige radioaktive isotopen 186 brukes en del i form av et hydroksyetylendifosfonat (HEDP), som søker til beinvev, til lindring av smerter ved kreftmetastaser i knoklene. Isotopen er også med hell brukt i forsøk på å stoppe arrvevdannelse, f.eks. i hjertearterier som har vært utsatt for sykdomsskader eller kirurgiske inngrep.

Hovedkilder:

Prof.dr.phil. Haakon Haraldsen (Asch.konv.leks.5.utg.b.16).
F. Albert Cotton og Geoffrey Wilkinson "Advanced Inorganic Chemistry" John Wiley & Sons, New York 1988.
Mary Elvira Weeks "Discovery of the Elements" Journal of Chemical Education, Easton, Pennsylvania, USA, 1960.
Gaius Julius Caesar & Aulus Hirtius "Kommentarer" Roma, 50 f.v.t., engelsk oversettelse av S.A. Handford, revidert av Jane F. Gardner, Penguin, London 1982.
CRC Handbook of Chemistry and Physics, 57th ed. 1976-77.
http://www.Resource-World.net/Re.htm
G. Pfennig, H. Klewe-Nebenius, W. Seelmann-Eggebert "Karlsruher Nuklidkarte" Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 1995.

:-) LEF