రేనియం (Re): ధర్మాలు, చర్యలు & ఉపయోగాలు

పరిచయం

రేనియం (Re) ఒక అరుదైన, సాంద్రమైన, వెండి-తెలుపు రంగు గల పరివర్తన లోహం. దీని ద్రవీభవన స్థానం అత్యంత ఎక్కువ – ఇది అన్ని మూలకాలలో మూడవ అత్యధికం, టంగ్‌స్టన్ మరియు కార్బన్ (ఉత్కృతి స్థానం) మాత్రమే దీనిని మించి ఉంటాయి. అధిక ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం, సాంద్రత మరియు తుప్పు నిరోధకత వంటి ప్రత్యేక లక్షణాల కలయిక దీనిని అధిక-పనితీరు గల అనువర్తనాలలో, ముఖ్యంగా ఏరోస్పేస్ మరియు పెట్రోలియం పరిశ్రమలలో అనివార్యం చేస్తుంది. దీని అరుదుగా లభ్యం కావడం మరియు వెలికితీత కష్టం దీని అధిక ధరకు కారణం.

CBSE/JEE త్వరిత పునశ్చరణ గమనికలు

పరమాణు సంఖ్య: 75
పరమాణు ద్రవ్యరాశి: 186.207 g/mol
చిహ్నం: Re
గ్రూప్: 7 (VIIB)
పీరియడ్: 6
బ్లాక్: d-బ్లాక్
మూలక రకం: పరివర్తన లోహం
సాధారణ ఆక్సీకరణ స్థితులు: +7, +6, +5, +4, +3, +2, +1, -1 (అత్యంత స్థిరమైన/సాధారణమైనవి: +7, +4)
స్వభావం: వెండి-తెలుపు, మెరిసే, సాంద్రమైన, అధిక ద్రవీభవన స్థానం గల లోహం.
ద్రవీభవన స్థానం: 3186 °C (అసాధారణంగా ఎక్కువ)
మరుగు స్థానం: 5596 °C
సాంద్రత: 21.02 g/cm³ (అత్యంత సాంద్రమైన మూలకాలలో ఒకటి)
కనుగొనబడినది: 1925లో వాల్టర్ నాడాక్, ఇడా టాకే మరియు ఓటో బెర్గ్ చే కనుగొనబడినది.

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం & బంధ ప్రవర్తన

ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం

రేనియం యొక్క భూస్థాయి ఎలక్ట్రాన్ విన్యాసం: [Xe] 4f¹⁴ 5d⁵ 6s²

బంధ ప్రవర్తన

పరివర్తన లోహాలకు విలక్షణమైనట్లుగా, రేనియం -1 నుండి +7 వరకు విస్తృత శ్రేణి ఆక్సీకరణ స్థితులను ప్రదర్శిస్తుంది.
+7 ఆక్సీకరణ స్థితి అత్యంత సాధారణమైనది మరియు స్థిరమైనది, ఇది పెర్‌రెనేట్‌లు (ReO₄⁻) మరియు రేనియం(VII) ఆక్సైడ్ (Re₂O₇) వంటి సమ్మేళనాలలో చూడవచ్చు. ఈ స్థితి రెండు 6s ఎలక్ట్రాన్‌లను మరియు ఐదు 5d ఎలక్ట్రాన్‌లను కోల్పోవడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది.
తక్కువ ఆక్సీకరణ స్థితులు, ముఖ్యంగా +4 మరియు +6, కూడా ముఖ్యమైనవి మరియు వివిధ సమ్మేళనాలలో, తరచుగా బలమైన లోహ-లోహ బంధంతో కనిపిస్తాయి.
రేనియం లిగాండ్‌లతో స్థిరమైన సంక్లిష్టాలను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది దాని సాధారణ పరివర్తన లోహ సమన్వయ రసాయన శాస్త్రాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.

కీలక రసాయన చర్యలు

రేనియం సాధారణంగా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద క్రియాశీలం కాదు, కానీ వేడి చేసినప్పుడు లేదా బలమైన ఆక్సీకరణ కారకాలతో చర్య జరుపుతుంది.

1. ఆక్సిజన్ (గాలి)తో చర్య

రేనియంను వేడి చేసినప్పుడు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి రేనియం(VII) ఆక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది బాష్పశీలం గల పసుపు ఘనపదార్థం. 4 Re (s) + 7 O₂ (g) → 2 Re₂O₇ (s)

2. హాలోజన్‌లతో చర్య

రేనియం హాలోజన్‌లతో, ముఖ్యంగా ఫ్లోరిన్ మరియు క్లోరిన్‌తో చర్య జరిపి హాలైడ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది, తరచుగా అధిక ఆక్సీకరణ స్థితులలో.

ఫ్లోరిన్‌తో: రేనియం(VII) ఫ్లోరైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. 2 Re (s) + 7 F₂ (g) → 2 ReF₇ (s)
క్లోరిన్‌తో: రేనియం(V) క్లోరైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. 2 Re (s) + 5 Cl₂ (g) → 2 ReCl₅ (s)

3. ఆమ్లాలతో చర్య

ఆక్సీకరణ రహిత ఆమ్లాలతో (ఉదా., HCl): రేనియం సాధారణంగా దాని ఉత్కృష్ట స్వభావం కారణంగా ఆక్సీకరణ రహిత ఆమ్లాలతో క్రియాశీలం కాదు.
ఆక్సీకరణ ఆమ్లాలతో (ఉదా., HNO₃, H₂SO₄): రేనియం వేడి, గాఢ ఆక్సీకరణ ఆమ్లాలతో చర్య జరిపి పెర్‌రెనిక్ ఆమ్లం లేదా పెర్‌రెనేట్ అయాన్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. 3 Re (s) + 7 HNO₃ (conc) → 3 HReO₄ (aq) + 7 NO (g) + 2 H₂O (l) గమనిక: పెర్‌రెనిక్ ఆమ్లం, HReO₄, ఒక బలమైన ఆమ్లం మరియు ద్రావణంలో ReO₄⁻ గా ఉంటుంది.

4. పెర్‌రెనేట్‌ల నిర్మాణం

రేనియం(VII) ఆక్సైడ్ నీటిలో కరిగి పెర్‌రెనిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. Re₂O₇ (s) + H₂O (l) → 2 HReO₄ (aq) పెర్‌రెనిక్ ఆమ్లం తర్వాత క్షారాలతో చర్య జరిపి పెర్‌రెనేట్ లవణాలను (ఉదా., పొటాషియం పెర్‌రెనేట్) ఏర్పరుస్తుంది. HReO₄ (aq) + KOH (aq) → KReO₄ (aq) + H₂O (l)

పారిశ్రామిక మరియు జీవ ప్రాముఖ్యత

పారిశ్రామిక ప్రాముఖ్యత

సూపర్‌అల్లాయ్‌లు: రేనియం ప్రధానంగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్‌అల్లాయ్‌లలో, ముఖ్యంగా నికెల్-ఆధారిత అల్లాయ్‌లలో, జెట్ ఇంజిన్ భాగాల కోసం (ఉదా., టర్బైన్ బ్లేడ్‌లు) ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది క్రీప్ బలాన్ని మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది.
కెటలిస్టులు (ఉత్ప్రేరకాలు): రేనియం-ప్లాటినం కెటలిస్టులు పెట్రోలియం పరిశ్రమలో ఉత్ప్రేరక రిఫార్మింగ్‌కు కీలకమైనవి, ఇది తక్కువ-ఆక్టేన్ నాఫ్తాను అధిక-ఆక్టేన్ గ్యాసోలిన్ భాగాలలోకి (ఉదా., అరోమాటిక్స్) మారుస్తుంది.
ఎలక్ట్రికల్ కాంటాక్ట్‌లు మరియు ఫిలమెంట్లు: దీని అధిక ద్రవీభవన స్థానం మరియు ఆర్సింగ్‌కు నిరోధకత దీనిని మాస్ స్పెక్ట్రోమీటర్లు, వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌లు మరియు అయాన్ గేజ్‌లలో ఎలక్ట్రికల్ కాంటాక్ట్‌లు మరియు ఫిలమెంట్‌లకు అనుకూలంగా చేస్తుంది.
థర్మోకపుల్స్: రేనియం-టంగ్‌స్టన్ అల్లాయ్‌లు (ఉదా., W-Re అల్లాయ్‌లు) అత్యంత అధిక ఉష్ణోగ్రతలను కొలవడానికి థర్మోకపుల్స్‌లో ఉపయోగించబడతాయి.
ఎక్స్-రే ట్యూబ్‌లు: రేనియం కొన్నిసార్లు ఎక్స్-రే టార్గెట్‌లలో అల్లాయింగ్ మూలకం వలె ఉపయోగించబడుతుంది.

జీవ ప్రాముఖ్యత

అనావశ్యక మూలకం: మానవులు, జంతువులు లేదా మొక్కలలో రేనియానికి తెలిసిన జీవసంబంధమైన పాత్ర లేదు. ఇది ఒక ముఖ్యమైన ట్రేస్ మూలకంగా పరిగణించబడదు.
తక్కువ విషపూరిత స్వభావం: దీని సమ్మేళనాలు సాధారణంగా తక్కువ విషపూరితమైనవిగా పరిగణించబడుతున్నప్పటికీ, కొన్ని రేనియం సమ్మేళనాలకు అధిక స్థాయికి గురికావడం సంభావ్యంగా హానికరం కావచ్చు. అయితే, దీని అరుదుగా లభ్యం కావడం మరియు పరిమిత ఉపయోగాలు పర్యావరణ లేదా జీవసంబంధమైన బహిర్గతం చాలా తక్కువగా ఉంటుందని సూచిస్తున్నాయి.
రేడియోఫార్మాస్యూటికల్స్: రేనియం-186 మరియు రేనియం-188 వంటి కొన్ని రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు వాటి తగిన అర్ధ-జీవిత కాలం మరియు ఉద్గార లక్షణాల కారణంగా క్యాన్సర్ చికిత్సకు లక్ష్యంగా చేసుకున్న రేడియోథెరపీలో వాటి సంభావ్యత కోసం పరిశోధించబడుతున్నాయి. ఇది వైద్య అనువర్తనం, సహజ జీవసంబంధమైన పాత్ర కాదు.