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铼(Ruthenium)，是第六周期VII B族过渡金属，元素符号Re，它是地壳中最稀有的元素之一，平均含量估值为十亿分之一，同时也是熔点和沸点最高的元素之一。金属铼坚硬、耐磨、耐腐蚀，在空气中稳定，在高温下与硫蒸气合成二硫化铼，与氟、氯、溴形成卤化物。铼不溶于盐酸，但溶于热的浓硫酸。
图1 铼金属
1871年，俄国化学家德米特里•门捷列夫在发布元素周期表时就曾预测，在自然界中存在一个尚未发现原子量为190的“类锰”元素。1914年，英国物理学家亨利•莫塞莱推算了有关该元素的一些数据。1925年，德国化学家沃尔特•诺达克(Walter Noddack)、伊达•诺达克(Ida Noddack)、奥托•伯格(Otto Berg)用Ｘ射线在铂矿和铌铁矿中探测到了这种元素，并根据莱茵河的名字Rhein将该元素命名为Rhenium。
1.物理性质
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元素符号 |
Re |
所属周期 |
6 |
所属族数 |
VIIB |
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密度 |
21.04g/cm³ |
熔点 |
3186℃ |
沸点 |
5596℃ |
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相对原子质量 |
186.207 |
原子序数 |
75 |
原子半径 |
1.97 Â |
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电子层排布 |
2-8-18-32-13-2 |
外围电子层排布 |
4f14 5d5 6s2 |
地壳中含量 |
0.0004ppm |
2.化学性质
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晶体结构 |
六方晶胞 |
晶胞参数 |
a =276.1pm b=276.1pm c=445.6pm α=90。 β=90。 γ=120。 |
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常见化合价 |
+7,+6,+4,+3 |
电离能 |
第一电离能 760 kJ/mol 第二电离能 1260 kJ/mol 第三电离能 2510 kJ/mol 第四电离能 3640kJ/mol |
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氧化态
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Main：Re+7； Other：Re-1, Re0, Re+1, Re+2, Re+3, Re+5, Re+6, Re+4 |
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3. 应用领域
铼主要应用于航空航天、电子工业和石油化工等领域，具体应用如下：
（1）航天、航空、重型船舶、火电、兵器等重工装备领域，高温高压作业环境中的发动机、燃烧室、燃气轮机用材。
（2）其它类似高温高压工况用抗蠕变、耐烧蚀、高耐磨、高强度类合金材料。
（3）航天电推进系统特种电极、电子管，空间小型核反应堆驱动装置极限用材。
（4）铼-铂合金是催化重整过程中的一种催化剂。
4. 铼资源及二次循环利用
铼的资源含量稀少且分散，仅高于镤和镭等元素。目前自然界没有发现可供工业开采的铼矿石，但由于铼钼2种元素具有相似的晶格常数，因而多以类质同象进入辉钼矿和铜钼矿中。根据美国地质调查局( U.S.Geological Survey，USGS) 统计，世界铼储量约为2500 t，其中智利的铼资源最为丰富，储量约为1300 t，占世界铼储量的53%，其次是美国和俄罗斯。我国的铼资源储量较少，探明的储量为237t，但品味低，几乎全部伴生于钼矿中。铼的最大用途是用于制造航空发动机涡轮叶片，其次是应用于石油化工行业的铂-铼重整催化剂。
随着航空航天、石油化工领域的飞速发展，预计2015～2030年全球铼需求量约2800t，平均每年需求量约150t。目前中国铼消费量约占全球消费量的1/7，预计2030年，中国铼需求量约40t，占全球比例将接近1/5。以国内铼储量237t计算，按照预测的消费趋势，国内铼资源仅能保障到2025年前后，资源保障程度较低。含铼二次资源回收利用是弥补一次资源严重不足的重要途径。全世界有80％的铼来自开采的铼矿物，有20％的铼来自二次资源回收利用，而且回收再利用的铼占铼消耗量的比例也在逐年增加。
5. 相关主要产品
（1）高铼酸铵
高铼酸铵是化学物质，分子式是NH4ReO4，分子量268.24，CAS号13598-65-7。为白色片状结晶，微溶于冷水，溶于热水。用于石油化工行业制造铂铼双金属重整催化剂、制造纯铼金属粉末或制品，含铼合金铼元素添加，以及用作其它含铼化合物或复合材料的原材料。
（2）铼粉
铼粉在常温的空气中稳定，在空气中保存时会吸湿，铼与氟和氯在加热下反应。在冷的和热的盐酸和氢氟酸中，铼不受腐蚀，在硝酸、热浓硫酸和过氧化氢中能被溶解。用途：铼元素标样，各类铼部件的基料以及各类高温合金的铼元素添加剂。
（3）高纯铼粒
高纯铼金属经高温高压加工后具有一定形状的小柱状颗粒，外观呈银色。作为合金元素添加使用的铼粒，其化学成分的纯度和致密状态是衡量其品质的主要参考指标。用途：中致密度铼锭可用作超高温合金中的铼元素添加剂，高致密锭可用作制造棒材、丝材或高温结构件。
图2铼粉和铼粒实物照片