ரீனியம் (Re): பண்புகள், வினைகள் & பயன்கள்

அறிமுகம்

ரீனியம் (Re) ஒரு அரிய, அடர்த்தியான, வெள்ளி-வெள்ளை இடைநிலை உலோகம் ஆகும். இதன் உருகும் நிலை மிக அதிகமாகும் – இது அனைத்து தனிமங்களிலும் மூன்றாவது மிக உயர்ந்ததாகும், டங்ஸ்டன் மற்றும் கார்பனை (பதங்கமாதல் புள்ளி) மட்டுமே இதை விட அதிகமாகும். அதிக வெப்பநிலை நிலைப்புத்தன்மை, அடர்த்தி மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்புத்தன்மை ஆகியவற்றின் தனித்துவமான கலவையானது, உயர்-செயல்திறன் பயன்பாடுகளில், குறிப்பாக விண்வெளி மற்றும் பெட்ரோலியத் தொழில்களில் இதை இன்றியமையாததாக ஆக்குகிறது. இதன் பற்றாக்குறை மற்றும் பிரித்தெடுப்பதில் உள்ள சிரமம் ஆகியவை இதன் அதிக செலவுக்கு காரணமாகின்றன.

CBSE/JEE விரைவு திருத்தக் குறிப்புகள்

அணு எண்: 75
அணு நிறை: 186.207 g/mol
குறியீடு: Re
தொகுதி: 7 (VIIB)
வரிசை: 6
தடுப்பு: d-தடுப்பு
தனிம வகை: இடைநிலை உலோகம்
பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்: +7, +6, +5, +4, +3, +2, +1, -1 (மிகவும் நிலையானது/பொதுவானது: +7, +4)
இயல்பு: வெள்ளி-வெள்ளை, பளபளப்பானது, அடர்த்தியானது, எளிதில் உருகாத உலோகம்.
உருகும் நிலை: 3186 °C (குறிப்பிடத்தக்க அளவில் அதிகம்)
கொதிநிலை: 5596 °C
அடர்த்தி: 21.02 g/cm³ (மிகவும் அடர்த்தியான தனிமங்களில் ஒன்று)
கண்டுபிடிப்பு: 1925 இல் வால்டர் நோடாக், இடா டாக் மற்றும் ஓட்டோ பெர்க் ஆகியோரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் பிணைப்பு நடத்தை

எலக்ட்ரான் அமைப்பு

ரீனியத்தின் அடிநிலை எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁵ 6s²

பிணைப்பு நடத்தை

ரீனியம் -1 முதல் +7 வரை பரந்த அளவிலான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டுகிறது, இது இடைநிலை உலோகங்களின் சிறப்பியல்பு.
+7 ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை மிகவும் பொதுவானது மற்றும் நிலையானது, பெர்ரீனேட்டுகள் (ReO₄⁻) மற்றும் ரீனியம்(VII) ஆக்சைடு (Re₂O₇) போன்ற சேர்மங்களால் எடுத்துக்காட்டப்படுகிறது. இந்த நிலை இரண்டு 6s எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் ஐந்து 5d எலக்ட்ரான்கள் இழப்பால் ஏற்படுகிறது.
குறைந்த ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள், குறிப்பாக +4 மற்றும் +6, முக்கியமானவை மற்றும் பல்வேறு சேர்மங்களில் காணப்படுகின்றன, பெரும்பாலும் வலுவான உலோகம்-உலோகம் பிணைப்புடன்.
ரீனியம் லிகாண்டுகளுடன் நிலையான அணைவுச் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது, இது அதன் வழக்கமான இடைநிலை உலோகம் அணைவு வேதியியலைக் காட்டுகிறது.

முக்கியமான வேதியியல் வினைகள்

ரீனியம் பொதுவாக அறை வெப்பநிலையில் வினைபுரியாது, ஆனால் வெப்பப்படுத்தும்போது அல்லது வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்றிகளுடன் வினைபுரிகிறது.

1. ஆக்ஸிஜனுடன் வினை (காற்று)

ரீனியம் ஆக்ஸிஜனுடன் வெப்பப்படுத்தும்போது வினைபுரிந்து, ஆவியாகும் மஞ்சள் நிற திடப்பொருளான ரீனியம்(VII) ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. 4 Re (s) + 7 O₂ (g) → 2 Re₂O₇ (s)

2. ஹாலஜன்களுடன் வினை

ரீனியம் ஹாலஜன்களுடன், குறிப்பாக ஃபுளூரின் மற்றும் குளோரின் ஆகியவற்றுடன் வினைபுரிந்து, ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது, பெரும்பாலும் உயர் ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளில்.

ஃபுளூரினுடன்: ரீனியம்(VII) ஃபுளூரைடை உருவாக்குகிறது. 2 Re (s) + 7 F₂ (g) → 2 ReF₇ (s)
குளோரினுடன்: ரீனியம்(V) குளோரைடை உருவாக்குகிறது. 2 Re (s) + 5 Cl₂ (g) → 2 ReCl₅ (s)

3. அமிலங்களுடன் வினை

ஆக்ஸிஜனேற்றாத அமிலங்களுடன் (எ.கா., HCl): ரீனியம் பொதுவாக ஆக்ஸிஜனேற்றாத அமிலங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை, ஏனெனில் அதன் உன்னத குணம்.
ஆக்ஸிஜனேற்றும் அமிலங்களுடன் (எ.கா., HNO₃, H₂SO₄): ரீனியம் சூடான, அடர் ஆக்ஸிஜனேற்றும் அமிலங்களுடன் வினைபுரிந்து பெர்ரீனிக் அமிலம் அல்லது பெர்ரீனேட் அயனிகளை உருவாக்குகிறது. 3 Re (s) + 7 HNO₃ (conc) → 3 HReO₄ (aq) + 7 NO (g) + 2 H₂O (l) குறிப்பு: பெர்ரீனிக் அமிலம், HReO₄, ஒரு வலுவான அமிலம் மற்றும் கரைசலில் ReO₄⁻ ஆக உள்ளது.

4. பெர்ரீனேட்டுகள் உருவாக்கம்

ரீனியம்(VII) ஆக்சைடு நீரில் கரைந்து பெர்ரீனிக் அமிலத்தை உருவாக்குகிறது. Re₂O₇ (s) + H₂O (l) → 2 HReO₄ (aq) பெர்ரீனிக் அமிலம் பின்னர் காரங்களுடன் வினைபுரிந்து பெர்ரீனேட் உப்புகளை (எ.கா., பொட்டாசியம் பெர்ரீனேட்) உருவாக்கலாம். HReO₄ (aq) + KOH (aq) → KReO₄ (aq) + H₂O (l)

தொழில்துறை மற்றும் உயிரியல் முக்கியத்துவம்

தொழில்துறை முக்கியத்துவம்

மீஉலோகக்கலவைகள் (Superalloys): ரீனியம் முதன்மையாக உயர்-வெப்பநிலை மீஉலோகக்கலவைகளில், குறிப்பாக நிக்கல் அடிப்படையிலான கலவைகளில், ஜெட் எஞ்சின் பாகங்களுக்கு (எ.கா., டர்பைன் பிளேடுகள்) பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது தவழும் வலிமை (creep strength) மற்றும் உயர்-வெப்பநிலை செயல்திறனை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது.
வினைவேக மாற்றிகள் (Catalysts): பெட்ரோலியத் தொழிலில் ரீனியம்-பிளாட்டினம் வினைவேக மாற்றிகள் வினையூக்கி மறுசீரமைப்புக்கு (catalytic reforming) முக்கியமானவை. இது குறைந்த ஆக்டேன் நாப்தாவை உயர்-ஆக்டேன் பெட்ரோல் கூறுகளாக (எ.கா., அரோமேடிக்ஸ்) மாற்றுகிறது.
மின் தொடர்புகள் மற்றும் ஃபிலமென்ட்கள் (Electrical Contacts and Filaments): அதன் அதிக உருகும் நிலை மற்றும் மின்வில் எதிர்ப்பு (resistance to arcing) ஆகியவை வெகுஜன நிறமாலைமானிகள் (mass spectrometers), வெற்றிடக் குழாய்கள் மற்றும் அயனி அளவீடுகளில் மின் தொடர்புகள் மற்றும் ஃபிலமென்ட்களுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன.
வெப்பமின் இரட்டைகள் (Thermocouples): ரீனியம்-டங்ஸ்டன் கலவைகள் (எ.கா., W-Re கலவைகள்) மிக அதிக வெப்பநிலையை அளவிட வெப்பமின் இரட்டைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
X-கதிர் குழாய்கள் (X-ray Tubes): ரீனியம் சில நேரங்களில் X-கதிர் இலக்குகளில் ஒரு கலப்பு தனிமமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உயிரியல் முக்கியத்துவம்

அத்தியாவசியமற்ற தனிமம்: ரீனியத்திற்கு மனிதர்கள், விலங்குகள் அல்லது தாவரங்களில் அறியப்பட்ட உயிரியல் பங்கு எதுவும் இல்லை. இது ஒரு அத்தியாவசிய நுண்ணிய தனிமமாகக் கருதப்படுவதில்லை.
குறைந்த நச்சுத்தன்மை: அதன் சேர்மங்கள் பொதுவாக குறைந்த நச்சுத்தன்மையுடையவை எனக் கருதப்பட்டாலும், சில ரீனியம் சேர்மங்களின் அதிக வெளிப்பாடு தீங்கு விளைவிக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், அதன் பற்றாக்குறை மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட பயன்பாடுகள் காரணமாக சுற்றுச்சூழல் அல்லது உயிரியல் வெளிப்பாடு மிகக் குறைவு.
கதிரியக்க மருந்துகள் (Radiopharmaceuticals): ரீனியம்-186 மற்றும் ரீனியம்-188 போன்ற ரீனியத்தின் சில கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் அவற்றின் பொருத்தமான அரை ஆயுள்கள் மற்றும் உமிழ்வு பண்புகள் காரணமாக புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கு இலக்கு வைக்கப்பட்ட கதிரியக்க சிகிச்சையில் (targeted radiotherapy) அவற்றின் சாத்தியக்கூறுகளுக்காக ஆராயப்பட்டு வருகின்றன. இது ஒரு மருத்துவப் பயன்பாடு, இயற்கையான உயிரியல் பங்கு அல்ல.