Quelltext der Seite Rhenium

{{Infobox Chemisches Element
<!--- Periodensystem --->
| Name         = Rhenium
| Symbol       = Re
| Ordnungszahl = 75
| Serie        = Üm
| Gruppe       = 7
| Periode      = 6
| Block        = d
<!--- Allgemein --->
| Aussehen     = gräulich weiß
| Hauptquelle  = <ref>Die Werte der atomaren und physikalischen Eigenschaften (Infobox) sind (soweit nicht anders angegeben) aus [http://www.webelements.com/rhenium/ www.webelements.com (Rhenium)] entnommen.</ref>
| CAS          = {{CASRN|7440-15-5}}
| EG-Nummer    = 231-124-5
| ECHA-ID      = 100.028.294
| Massenanteil = 0,001&nbsp;ppm<ref name="Harry H. Binder">Harry H. Binder: ''Lexikon der chemischen Elemente.'' S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.</ref>
<!--- Atomar --->
| Atommasse = 186,207(1)<ref name="CIAAW">[http://www.ciaaw.org/atomic-weights.htm CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.]</ref>
| Atomradius = 135
| AtomradiusBerechnet = 188
| KovalenterRadius = 159
| VanDerWaalsRadius = 
| Elektronenkonfiguration = &#91;[[Xenon|Xe]]&#93; 4[[F-Orbital|f]]<sup>14</sup> 5[[D-Orbital|d]]<sup>5</sup> 6[[S-Orbital|s]]<sup>2</sup>
| Austrittsarbeit = 
| Ionisierungsenergie_1 = {{ZahlExp|7,83352|suffix=(11)|post=[[Elektronenvolt|eV]]<ref name="NIST-ASD-rhenium">{{NIST-ASD|rhenium|Abruf=2020-06-13}}</ref>}} ≈ {{ZahlExp|755,82|post=[[Joule|kJ]]/[[mol]]<ref name="Webelements-rhenium">{{Webelements|rhenium|atoms|Abruf=2020-06-13}}</ref>}}
| Ionisierungsenergie_2 = {{ZahlExp|16,6|suffix=(5)|post=eV<ref name="NIST-ASD-rhenium" />}} ≈ {{ZahlExp|1600|post=kJ/mol<ref name="Webelements-rhenium" />}}
| Ionisierungsenergie_3 = {{ZahlExp|27,0|suffix=(1,6)|post=eV<ref name="NIST-ASD-rhenium" />}} ≈ {{ZahlExp|2610|post=kJ/mol<ref name="Webelements-rhenium" />}}
| Ionisierungsenergie_4 = {{ZahlExp|39,1|suffix=(1,7)|post=eV<ref name="NIST-ASD-rhenium" />}} ≈ {{ZahlExp|3770|post=kJ/mol<ref name="Webelements-rhenium" />}}
| Ionisierungsenergie_5 = {{ZahlExp|51,9|suffix=(1,9)|post=eV<ref name="NIST-ASD-rhenium" />}} ≈ {{ZahlExp|5010|post=kJ/mol<ref name="Webelements-rhenium" />}}
<!--- Physikalisch --->
| Aggregatzustand = fest
| Modifikationen = 
| Kristallstruktur = hexagonal
| Dichte = 21,0&nbsp;g/cm³ (25 [[Grad Celsius|°C]])<ref>N. N. Greenwood, A. Earnshaw: ''Chemie der Elemente.'' 1. Auflage. Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S.&nbsp;1339.</ref>
| RefTempDichte_K = 
| Mohshärte = 7–8<ref name="Harry H. Binder">Harry H. Binder: ''Lexikon der chemischen Elemente.'' S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.</ref>
| Magnetismus = [[Paramagnetismus|paramagnetisch]] ([[Magnetische Suszeptibilität|''χ<sub>m</sub>'']] = 9,6 · 10<sup>−5</sup>)<ref>Robert C. Weast (Hrsg.): ''CRC Handbook of Chemistry and Physics''. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.</ref>
| Schmelzpunkt_K = 3459
| Schmelzpunkt_C = 3186
| Siedepunkt_K = 5903 K<ref name="Zhang">Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: ''Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks.'' In: ''[[Journal of Chemical & Engineering Data]].'' 56, 2011, S.&nbsp;328–337, [[doi:10.1021/je1011086]].</ref>
| Siedepunkt_C = 5630
| MolaresVolumen = 8,86 · 10<sup>−6</sup>
| Verdampfungswärme = 707 kJ·mol<sup>−1</sup><ref name="Zhang" />
| Schmelzwärme = 33
| Dampfdruck = 
| RefTempDampfdruck_K = 3453
| Schallgeschwindigkeit = 4700
| RefTempSchallgeschwindigkeit_K = 293,15
| SpezifischeWärmekapazität = 137
| RefTempSpezifischeWärmekapazität_K = 
| ElektrischeLeitfähigkeit = 5,56 · 10<sup>6</sup>
| RefTempElektrischeLeitfähigkeit_K = 
| Wärmeleitfähigkeit = 48
| RefTempWärmeleitfähigkeit_K = 
<!--- Chemisch --->
| Oxidationszustände = −3 bis +7<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=101.|Startseite=?}}</ref>
| Normalpotential = −0,276 [[Volt|V]]<br>(ReO<sub>2</sub>&#8239;+&#8239;4&#8239;H<sup>+</sup>&#8239;+&#8239;4&#8239;e<sup>−</sup> → Re&#8239;+&#8239;2&#8239;H<sub>2</sub>O)
| Elektronegativität = 1,9
| Quelle GHS-Kz   = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|ZVG=7750|CAS=7440-15-5|Name=Rhenium-Pulver|Abruf=2017-04-30}}</ref>
| GHS-Piktogramme = Pulver{{GHS-Piktogramme|02}}
| GHS-Signalwort  = Gefahr
| H               = {{H-Sätze|228}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|-}}
| P               = {{P-Sätze|210}}
| Quelle P        = <ref name="GESTIS" />
<!--- Isotope --->
| Isotope = 
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 0
| Symbol = Re
| Massenzahl = 185
| NH = 37,4
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 2
| Symbol = Re
| Massenzahl = 186
| NH = 0
| Halbwertszeit = 3.7186 [[Tag|d]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 1,069
| Zerfallstyp1ZP = [[Osmium|<sup>186</sup>Os]]
| Zerfallstyp2ZM = [[Elektronen-Einfang|ε]]
| Zerfallstyp2ZE = 0,582
| Zerfallstyp2ZP = [[Wolfram|<sup>186</sup>W]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 2
| Symbol = Re
| Massenzahl = 186[[Isomer (Kernphysik)|m]]
| NH = 0
| Halbwertszeit = 200.000 [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Isomerie-Übergang|IT]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,149
| Zerfallstyp1ZP = <sup>186</sup>Re
| Zerfallstyp2ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp2ZE = 1,218
| Zerfallstyp2ZP = [[Osmium|<sup>186</sup>Os]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Re
| Massenzahl = 187
| NH = '''62,6'''
| Halbwertszeit = 4,16 · 10<sup>10</sup> [[Jahr|a]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 0,003
| Zerfallstyp1ZP = [[Osmium|<sup>187</sup>Os]]
}}
{{Infobox Chemisches Element/Isotop
| AnzahlZerfallstypen = 1
| Symbol = Re
| Massenzahl = 188
| NH = 0
| Halbwertszeit = 17,005 [[Stunde|h]]
| Zerfallstyp1ZM = [[Betastrahlung|β<sup>−</sup>]]
| Zerfallstyp1ZE = 2,120
| Zerfallstyp1ZP = [[Osmium|<sup>188</sup>Os]]
}}
| NMREigenschaften =
{{Infobox Chemisches Element/NMR
| Symbol = Re
| Massenzahl_1 = 185
| Kernspin_1 = 5/2
| Gamma_1 = 6,1057 · 10<sup>7</sup>
| Empfindlichkeit_1 = 0,137
| Larmorfrequenz_1 =45
| Massenzahl_2 = 187
| Kernspin_2 = 5/2
| Gamma_2 = 6,1682 · 10<sup>7</sup>
| Empfindlichkeit_2 = 0,133
| Larmorfrequenz_2 = 45,5
}}
}}

'''Rhenium''' ist ein [[chemisches Element]] mit dem [[Elementsymbol]] Re und der [[Ordnungszahl]] 75. Im [[Periodensystem]] der Elemente steht es in der 7. [[Nebengruppe]] (Gruppe 7) oder [[Mangangruppe]]. Es ist ein sehr seltenes, silberweiß glänzendes, schweres [[Übergangsmetalle|Übergangsmetall]]. [[Legierung]]en mit Rheniumanteilen finden Verwendung in [[Luftfahrtantrieb|Flugzeugtriebwerken]], als [[Heterogene Katalyse|Katalysator]] beim Herstellen von bleifreiem Benzin und in [[Thermoelement]]en.

Biologische Funktionen des Rheniums sind nicht bekannt, es kommt normalerweise nicht im [[Menschlicher Körper|menschlichen Körper]] vor. Ebenso sind keine [[toxisch]]en Effekte des Metalls bekannt, es gilt als arbeitshygienisch unbedenklich.<ref name="HoWi" />

== Geschichte ==
Die Existenz des späteren Rheniums wurde erstmals 1871<ref name="Brock">William H. Brock: ''Viewegs Geschichte der Chemie.'' Vieweg, Braunschweig 1997, ISBN 3-540-67033-5.</ref> von [[Dmitri Iwanowitsch Mendelejew]] als [[Dwi]]-[[Mangan]] vorhergesagt. Er schloss aus den Gesetzmäßigkeiten des von ihm entworfenen Periodensystems, dass unterhalb des Mangans zwei noch unbekannte Elemente, später als [[Technetium]] und Rhenium benannt, stehen müssten.

Entdeckt wurde Rhenium 1925 von [[Walter Noddack]], [[Ida Tacke]] und [[Otto Berg (Chemiker)|Otto Berg]]. Sie untersuchten [[Columbit]], um die gesuchten Elemente [[Eka (Chemie)|Eka-]] und Dwi-Mangan zu finden. Da die gesuchten Elemente in den Proben nur in sehr geringem Maße enthalten waren, mussten sie durch Abtrennen der anderen Bestandteile angereichert werden. Schließlich konnte das spätere Rhenium durch [[Röntgenspektroskopie]] nachgewiesen werden.<ref>Ida Tacke: ''Zur Auffindung der Ekamangane.'' In: ''[[Zeitschrift für angewandte Chemie]].'' 51, 1925, S.&nbsp;1157–1180, [[doi:10.1002/ange.19250385102]].</ref> Noddack und Tacke behaupteten auch, sehr geringe Mengen des Eka-Mangans (später Technetium) gefunden zu haben, jedoch konnte dies nicht durch Darstellung des Elements bestätigt werden. Sie nannten die Elemente nach ihren Heimatgegenden Rhenium ({{laS|Rhenus}} für [[Rhein]]) und ''Masurium'' (von [[Masuren]]). Letzterer setzte sich jedoch nach der Entdeckung des Technetiums 1937 nicht durch.

1928 konnten Noddack und Tacke erstmals ein Gramm Rhenium aus 660&nbsp;Kilogramm norwegischem Molybdänerz extrahieren. Ein Jahr später veröffentlichten sie dieses Ergebnis.<ref>Ida und Walter Noddack: ''Die Herstellung von einem Gramm Rhenium.'' In: ''[[Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie]].'' 183, 1, 1929, S.&nbsp;353–375, [[doi:10.1002/zaac.19291830126]].</ref> Wegen der hohen Kosten begann die Herstellung nennenswerter Mengen erst ab 1950, als ein größerer Bedarf für neuentwickelte [[Wolfram]]-Rhenium- und [[Molybdän]]-Rhenium-Legierungen bestand.

== Vorkommen ==
Rhenium ist mit einem [[Elementhäufigkeit|Anteil]] von 0,7&nbsp;[[Parts per billion|ppb]]<ref name="CRC90_14_17">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Abundance of Elements in the Earth’s Crust and in the Sea|Kapitel=14|Startseite=17}}</ref> in der kontinentalen [[Erdkruste]] seltener als [[Rhodium]], [[Ruthenium]] und [[Iridium]]. Es kommt nicht [[gediegen]], sondern ausschließlich gebunden in einigen Erzen vor. Da Rhenium ähnliche Eigenschaften wie [[Molybdän]] besitzt, wird es vor allem in Molybdänerzen wie [[Molybdänglanz]] MoS<sub>2</sub> gefunden. In diesen kann bis zu 0,2 %<ref name="Greenwood">Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw: ''Chemie der Elemente.'' 1. Auflage. Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9.</ref> Rhenium enthalten sein. Weitere rheniumhaltige Minerale sind [[Columbit]] (Fe,Mn)<nowiki>[</nowiki>NbO<sub>3</sub><nowiki>]</nowiki>, [[Gadolinit]] Y<sub>2</sub>FeBe<nowiki>[O|</nowiki>SiO<sub>4</sub><nowiki>]</nowiki><sub>2</sub> und [[Alvit]] ZrHfSiO<sub>4</sub>. Auch im [[Mansfeld (Unternehmen)|Mansfelder]] [[Kupferschiefer]] ist in geringen Mengen Rhenium enthalten. Die größten Vorkommen an rheniumhaltigen Erzen liegen in den [[Vereinigte Staaten|Vereinigten Staaten]], [[Kanada]] und [[Chile]].

Bisher wurde ein Rheniummineral, der [[Rheniit]] (Rhenium(IV)-sulfid, ReS<sub>2</sub>), entdeckt. Der Fundort lag in einer [[Fumarole]] am Gipfelkrater des Vulkans [[Kudrjawy]] auf der Insel [[Iturup]], die zu den [[Kurilen]] ([[Russland]]) gehört.<ref>M. A. Korzhinsky, S. I. Tkachenko, K. I. Shmulovich, Y. A. Tarant, G. S. Steinberg: ''Discovery of a pure rhenium mineral at Kudriavy volcano.'' In: ''[[Nature]].'' 369, 1994, S.&nbsp;51–53, [[doi:10.1038/369051a0]].</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
[[Datei:Rhenium single crystal bar and 1cm3 cube.jpg|mini|links|upright=1.2|Rhenium: [[Einkristall]], [[Elektronenstrahlschweißen#Elektronenstrahlschweißen|elektronen&shy;geschmolzener]] Barren und Würfel von 1&nbsp;cm³]]
Der Grundstoff für die Gewinnung von Rhenium sind Molybdänerze, insbesondere [[Molybdänit]]. Werden diese im Zuge der Molybdängewinnung [[Rösten (Metallurgie)|geröstet]], reichert sich Rhenium als flüchtiges [[Rhenium(VII)-oxid]] in der [[Flugasche]] an. Dieses kann mit [[ammoniak]]haltigem Wasser zu [[Ammoniumperrhenat]] (NH<sub>4</sub>ReO<sub>4</sub>) umgesetzt werden.
:<math>\mathrm{Re_2O_7 + H_2O + 2\ NH_3 \longrightarrow 2\ NH_4ReO_4}</math>

Das Ammoniumperrhenat wird anschließend bei hohen Temperaturen mit [[Wasserstoff]] zu elementarem Rhenium [[Reduktion (Chemie)|reduziert]].
:<math>\mathrm{2\ NH_4ReO_4 + 4\ H_2 \longrightarrow 2\ Re + N_2 + 8\ H_2O}</math>

2020 wurden weltweit ca. 59&nbsp;Tonnen Rhenium abgebaut. Größte Erzeuger waren [[Chile]], [[Polen]] und die [[USA]] mit zusammen 81 % Weltmarktanteil bei Primärrhenium. Einen Überblick über die globalen Abbaumengen gibt die folgende Tabelle:<ref name="usgs">[https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/rhenium-statistics-and-information Rhenium bei USGS Mineral Commodity Summaries]</ref>

{| class="wikitable sortable"
! rowspan="2"| Land
! colspan="3"| Abbaumenge in Kilogramm<ref name="usgs" />
|-
! 2010
! 2019
! 2020
|-
| {{ARM}} || 400 || 280 || 260
|-
| {{CHL}} || 25.000 || 30.000 || 30.000
|-
| {{CHN}} || 0 || 2.500 || 2.500
|-
| {{CAN}} || 1.000 || 0 || 0
|-
| {{KAZ}} || 2.000 || 500 || 500
|-
| {{KOR}} || 0 || 2.800 || 2.800
|-
| {{PER}} || 5.000 || 0 || 0
|-
| {{POL}} || 4.700 || 8.340 || 9.510
|-
| {{RUS}} || 1.500 || k. A. || k. A.
|-
| {{UZB}} || 1.500<sup class="reference">[[#aster|*]]</sup> || 460 || 4.900
|-
| {{USA}} || 6.100 || 8.360 || 8.830
|-
| '''Summe''' || '''47.200''' || '''53.200''' || '''59.300'''
|}
<span id="aster">*&nbsp;<span class="reference-text">Im USGS Report 2012 kumulativ unter „other countries“</span></span>

Eine große Rolle spielt bei Rhenium mittlerweile auch das [[Recycling]]. So wurden 2021 weltweit geschätzt 25&nbsp;Tonnen Sekundärrhenium gewonnen. Größte Erzeuger waren dabei die USA und [[Deutschland]]. Der [[United States Geological Survey|USGS]] gibt als Preis für Rhenium 4.720&nbsp;[[US-Dollar|USD]] je kg im Jahre 2010, 3.160&nbsp;USD je kg für 2013 und 980&nbsp;USD je kg für 2021 an.<ref name="usgs" />

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
[[Datei:Hexagonal dichteste Kugelpackung.svg|mini|upright=0.8|Kristallstruktur von Re, ''a''&nbsp;=&nbsp;276,1&nbsp;pm, ''c''&nbsp;=&nbsp;445,8&nbsp;pm<ref name="Schubert">K. Schubert: ''Ein Modell für die Kristallstrukturen der chemischen Elemente.'' In: ''[[Acta Crystallographica]].'' B30, 1974, S.&nbsp;193–204, [[doi:10.1107/S0567740874002469]].</ref>]]
Rhenium ist ein weißglänzendes hartes Schwermetall, das äußerlich [[Palladium]] und [[Platin]] ähnelt. Es kristallisiert in einer [[Hexagonales Kristallsystem|hexagonal-dichtesten Kugelpackung]] in der {{Raumgruppe|P63/mmc|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n ''a''&nbsp;=&nbsp;276,1&nbsp;pm und ''c''&nbsp;=&nbsp;445,8&nbsp;pm sowie zwei [[Formeleinheit]]en pro [[Elementarzelle]].<ref name="Schubert" /> Die mit 21,03&nbsp;g/cm³<ref name="HoWi">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102.|Startseite=214}}</ref> sehr hohe Dichte des Rheniums wird noch von den drei [[Platinmetalle]]n [[Osmium]], [[Iridium]] und Platin übertroffen.

Rhenium hat mit 3186&nbsp;°C<ref name="webelements">[http://www.webelements.com/rhenium/physics.html Physikalische Eigenschaften des Rheniums bei webelements.com].</ref> den dritthöchsten Schmelzpunkt aller Elemente. Es wird nur von dem höchstschmelzenden Metall Wolfram (3422&nbsp;°C<ref name="webelements" />) und Kohlenstoff (3550&nbsp;°C<ref>{{Internetquelle |autor=Helmut Föll |url=https://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_2/basics/kohlenstoffgruppe.html |titel=Kohlenstoffgruppe |werk=Einführung in die Materialwissenschaft I |datum=2019 |abruf=2023-10-23}}</ref>) übertroffen. Auch der Siedepunkt des Rheniums ist mit 5630&nbsp;°C der zweithöchste aller Elemente nach dem des Wolframs von 5930&nbsp;°C.<ref name="Zhang" /> Unterhalb von 1,7&nbsp;K<ref name="webelements" /> wird Rhenium zum [[Supraleiter]].

Rhenium lässt sich gut durch [[Schmieden]] und [[Verschweißen]] verarbeiten, da es [[Duktilität|duktil]] ist und dies im Gegensatz zu Wolfram oder Molybdän auch nach [[Rekristallisation]] bleibt. Beim Schweißen von Rhenium tritt keine [[Wasserstoffversprödung|Versprödung]] auf, die zu einer höheren [[Sprödigkeit]] und damit schlechteren Materialeigenschaften führen würde.<ref>E. Gebhardt, E. Fromm, Fr. Benesovsky: ''Hochschmelzende Metalle und ihre Legierungen.'' In: ''[[Materialwissenschaft und Werkstofftechnik]].'' 3, 4, 1972, S.&nbsp;197–203, [[doi:10.1002/mawe.19720030407]].</ref>

Die [[Aktivität (Physik)|Aktivität]] von Rhenium ist 1,0 [[Becquerel (Einheit)|MBq]]/kg.<ref name="CRC 76">Berechnet aus Isotopenverhältnis, relativer Isotopenmasse und Halbwertszeit aus: {{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Abundance of Elements in the Earth’s Crust and in the Sea|Kapitel=11|Startseite=191|Endseite=193}}</ref>

=== Chemische Eigenschaften ===
Obwohl Rhenium mit einem negativen [[Standardpotential]] nicht zu den [[Edelmetalle]]n zählt, ist es bei Raumtemperatur unreaktiv und gegenüber Luft stabil. Erst beim Erhitzen reagiert es ab 400&nbsp;°C<ref name="HoWi" /> mit [[Sauerstoff]] zu Rhenium(VII)-oxid. Auch mit den [[Nichtmetalle]]n [[Fluor]], [[Chlor]] und [[Schwefel]] reagiert es beim Erhitzen.

In nichtoxidierenden [[Säuren]], wie [[Salzsäure]] oder [[Flusssäure]], ist Rhenium nicht löslich. Dagegen lösen die [[Oxidationsmittel|oxidierenden]] [[Schwefelsäure|Schwefel-]] und [[Salpetersäure]] Rhenium leicht auf. Mit [[Aufschluss (Chemie)#Oxidationsschmelze|Oxidationsschmelzen]] bilden sich leicht farblose Perrhenate(VII) der Form ReO<sub>4</sub><sup>−</sup> oder grüne Rhenate(VI) des Typs ReO<sub>4</sub><sup>2−</sup>.

Rhenium ist als Pulver ein entzündbarer Feststoff. Er kann durch kurzzeitige Einwirkung einer Zündquelle leicht entzündet werden und brennt nach deren Entfernung weiter. Die Entzündungsgefahr ist umso größer, je feiner der Stoff verteilt ist. Das feuchte Pulver wird schon bei Raumtemperatur allmählich unter Bildung von [[Perrheniumsäure]] oxidiert.<ref name="GESTIS" />

== Isotope ==
Es sind insgesamt 34 [[Isotop]]e und weiter 20 [[Kernisomer]]e des Rheniums bekannt.<ref name="nubase">G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra: ''The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties.'' In: ''Nuclear Physics.'' Band A 729, 2003, S.&nbsp;3–128. {{DOI|10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001}}. ([http://amdc.in2p3.fr/nubase/nubase2003/Nubase2003.pdf PDF]; 1,0&nbsp;MB). (auch Häufigkeiten und Halbwertszeiten).</ref> Von diesen kommen zwei, die Isotope <sup>185</sup>Re und <sup>187</sup>Re, natürlich vor. <sup>185</sup>Re, das mit einem Anteil von 37,40 % an der natürlichen Isotopenverteilung vorkommt, ist das einzige stabile Isotop. Das mit einem Anteil von 62,60 % häufigere <sup>187</sup>Re ist schwach [[radioaktiv]]. Es zerfällt unter [[Betazerfall]] mit einer [[Halbwertszeit]] von 4,12&nbsp;·&nbsp;10<sup>10</sup> Jahren zu <sup>187</sup>Os, was zu einer spezifischen [[Aktivität (Physik)|Aktivität]] von 1020&nbsp;[[Becquerel (Einheit)|Becquerel]]/Gramm führt. Rhenium ist damit neben [[Indium]] eines der wenigen Elemente, die zwar ein stabiles Isotop haben, in der Natur jedoch am häufigsten in ihrer radioaktiven Form vorkommen. Beide Isotope sind mit Hilfe der [[Kernspinresonanzspektroskopie]] nachweisbar. Von den künstlichen Isotopen werden <sup>186</sup>Re und <sup>188</sup>Re als [[Tracer (Nuklearmedizin)|Tracer]] verwendet. Als hauptsächlicher [[Betastrahlung|Beta-Strahler]] wird <sup>186</sup>Re in der [[Nuklearmedizin]] zur Therapie bei der [[Radiosynoviorthese]] eingesetzt.<ref>[http://www.nuklearmedizin.de/leistungen/leitlinien/html/radiosynoviorthese.php?navId=53 Deutsche Gesellschaft für Nuklearmedizin – Leitlinie der Radiosynoviorthese].</ref> <sup>188</sup>Re dient als radioaktives Arzneimittel in der [[Tumor]]therapie.<ref>[https://www.frm2.tum.de/aktuelles-medien/presse/newsarchiv/news-single-view/article/rhenium-188-alles-im-fluss/ Rhenium-188 – alles im Fluss] Rhenium-188 als Radiopharmazeutikum, Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), Garching, 19. Juli 2007.</ref> Die epidermale Radioisotopentherapie nutzt die Eigenschaften des <sup>188</sup>Re als [[Betastrahlung|Beta-Strahler]] zur [[Brachytherapie]] für die Behandlung des [[Basaliom]]s und von [[Plattenepithelkarzinom]]en der Haut.<ref>{{Literatur |Autor=Cesidio Cipriani, Maria Desantis, Gerhard Dahlhoff, Shannon D. Brown, Thomas Wendler |Titel=Personalized irradiation therapy for NMSC by rhenium-188 skin cancer therapy: a long-term retrospective study |Sammelwerk=Journal of Dermatological Treatment |Datum=2020-07-22 |DOI=10.1080/09546634.2020.1793890 |Seiten=1–7 }}</ref>

Der Zerfall von <sup>187</sup>Re zu <sup>187</sup>Os wird als ''[[Rhenium-Osmium-Chronometer|Rhenium-Osmium-Methode]]'' in der [[Geologie]] zur isotopischen [[Radiometrische Datierung|Altersbestimmung]] von [[Gestein]]en oder [[Mineral]]en benutzt. Dabei wird zur Korrektur des schon vorher vorhandenen Osmiums die [[Isochronenmethode]] verwendet.<ref>Wissenschaft-Online-Lexika: ''Eintrag zu Rhenium-Osmium-Methode im Lexikon der Geowissenschaften''.</ref> Dabei muss die Abhängigkeit der Halbwertszeit von <sup>187</sup>Re von der Oxidationsstufe beachtet werden. Für vollständig ionisiertes <sup>187</sup>Re sinkt die Halbwertszeit von 42&nbsp;·&nbsp;10<sup>9</sup> Jahren auf 32 Jahre.<ref>{{Literatur |Autor=F. Bosch, T. Faestermann, J. Friese, F. Heine, P. Kienle, E. Wefers, K. Zeitelhack, K. Beckert, B. Franzke, O. Klepper, C. Kozhuharov, G. Menzel, R. Moshammer, F. Nolden, H. Reich, B. Schlitt, M. Steck, T. Stöhlker, T. Winkler, K. Takahashi |Titel=Observation of Bound-State ''β''<sup>−</sup> Decay of Fully Ionized <sup>187</sup>Re: <sup>187</sup>Re − <sup>187</sup>Os Cosmochronometry |Sammelwerk=Physical Review Letters |Band=77 |Nummer=26 |Verlag= |Datum=1996 |Seiten=5190–5193 |DOI=10.1103/PhysRevLett.77.5190}}</ref>

''→ [[Liste der Isotope/Ordnungszahl 71 bis Ordnungszahl 80#75 Rhenium|Liste der Rhenium-Isotope]]''

== Verwendung ==
Rhenium wird meist nicht elementar verwendet, sondern als Beimischung in einer Vielzahl von Legierungen eingesetzt. Etwa 70 %<ref name="minyb2005">[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/rhenium/rhenimyb05.pdf usgs mineral resources, mineral yearbook 2005 (Rhenium)] (PDF; 53&nbsp;kB).</ref> des Rheniums werden als Zusatz in [[Nickelbasislegierung#Superlegierungen|Nickel-Superlegierungen]] genutzt. Ein Zusatz von 4 bis 6 % Rhenium bewirkt eine Verbesserung des [[Kriechen (Werkstoffe)|Kriech]]- und [[Materialermüdung|Ermüdungsverhaltens]] bei hohen Temperaturen. Diese Legierungen werden zum Beispiel für [[Beschaufelung|Turbinenschaufeln]] an [[Luftfahrtantrieb|Flugzeugtriebwerken]] eingesetzt.<ref>Astrid K. Heckl: ''Auswirkungen von Rhenium und Ruthenium auf die Mikrostruktur und Hochtemperaturfestigkeit von Nickel-Basis Superlegierungen unter Berücksichtigung der Phasenstabilität.'' Dissertation, Universität Erlangen, 2011 {{URN|nbn|de:bvb:29-opus-27908}}.</ref>

Weitere 20 % der produzierten Rheniummenge werden für Platin-Rhenium-[[Katalysator]]en verwendet. Diese spielen eine große Rolle bei der Erhöhung der [[Oktanzahl]] von bleifreiem [[Motorenbenzin|Benzin]] durch [[Katalytisches Reforming|Reformieren]] („Rheniforming“). Der Vorteil des Rheniums liegt darin, dass es im Vergleich mit reinem Platin nicht so schnell durch Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche des Katalysators („[[Coking]]“) deaktiviert wird. Dadurch ist es möglich, die Produktion bei niedrigeren Temperaturen und Drücken durchzuführen und so wirtschaftlicher zu produzieren. Auch andere [[Kohlenwasserstoffe]], wie [[Benzol]], [[Toluol]] und [[Xylol]], lassen sich mit Platin-Rhenium-Katalysatoren herstellen.<ref name="minyb2005" />

[[Thermoelement]]e für die Temperaturmessung bei hohen Temperaturen (bis 2200&nbsp;°C<ref name="dtv">Hans Breuer: ''Allgemeine und anorganische Chemie.'' (= dtv-Atlas Chemie. Band 1). 9. Auflage. dtv, München 2000, ISBN 3-423-03217-0.</ref>) werden aus Platin-Rhenium-Legierungen gefertigt. Auch als Legierung mit anderen Metallen, wie [[Eisen]], [[Cobalt]], Wolfram, Molybdän oder Edelmetallen, verbessert Rhenium die Beständigkeit gegenüber Hitze und chemischen Einflüssen. Die Anwendung ist jedoch durch die Seltenheit und den hohen Preis des Rheniums beschränkt.

In einigen Spezialanwendungen wird ebenfalls Rhenium verwendet, beispielsweise für [[Glühkathode]]n in [[Massenspektrometer]]n oder Kontakte in [[Schalter (Elektrotechnik)|elektrischen Schaltern]].

== Nachweis ==
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Rhenium nachzuweisen. Eine Möglichkeit sind [[Spektroskopie|spektroskopische]] Methoden. Rhenium erzeugt eine fahlgrüne [[Flammenfärbung]] mit charakteristischen [[Spektrallinie]]n bei 346 und 488,9&nbsp;nm.<ref>L. C. Hurd: [http://www.rsc.org/delivery/_ArticleLinking/DisplayArticleForFree.cfm?doi=AN9366100431&JournalCode=AN ''Qualitative Reactions of Rhenium.''] In: ''[[Ind. Eng. Chem.]], Anal. Ed.'' 8, 1936, S.&nbsp;11–15.</ref> [[Gravimetrie|Gravimetrisch]] ist Rhenium über die charakteristisch kristallisierende [[Perrheniumsäure]] oder verschiedene Perrhenat-Salze, etwa Tetraphenylarsonium-perrhenat, nachweisbar.<ref>''Rhenium.'' In: ''Lexikon der Chemie.'' Spektrum Akad. Verlag, Heidelberg 2000.</ref> Auch moderne analytische Methoden wie [[Massenspektrometrie]] oder [[Kernresonanzspektroskopie]] sind für den Nachweis des Elements geeignet.

== Sicherheitshinweise ==
Wie viele Metalle ist Rhenium in Pulverform leichtentzündlich und brennbar. Zum Löschen darf wegen des entstehenden [[Wasserstoff]]es kein Wasser verwendet werden. Stattdessen sind als Löschmittel [[Löschpulver]] oder Metallbrandlöscher zu verwenden.<ref name="GESTIS" /> Kompaktes Rhenium ist dagegen nicht brennbar und ungefährlich. Rhenium hat keine bekannte biologische Bedeutung für den menschlichen Organismus. Obwohl über die [[Toxizität]] von Rhenium nichts Genaueres bekannt ist und keine Toxizitätswerte existieren, gilt Rhenium arbeitshygienisch als unbedenklich.<ref name="HoWi" />

== Verbindungen ==
Rhenium bildet eine große Zahl an [[Chemische Verbindung|Verbindungen]]; wie bei Mangan und Technetium sind Verbindungen in den [[Oxidationsstufe]]n von −III bis +VII bekannt. Im Gegensatz zu Mangan sind jedoch Verbindungen in den hohen Oxidationsstufen beständiger als in den niedrigeren.

=== Oxide ===
[[Datei:Rhenium-trioxide-unit-cell-3D-balls-A.png|mini|Kristallstruktur von Rhenium(VI)-oxid<br /> in der {{Raumgruppe|Pm-3m|lang}}, ''a''&nbsp;=&nbsp;374,8&nbsp;pm<ref>T.-S. Chang, P. Trucano: ''Lattice parameter and thermal expansion of ReO<sub>3</sub> between 291 and 464 K.'' In: ''[[J. Appl. Cryst.]]'' 11, 1978, S.&nbsp;286–288; [[doi:10.1107/S0021889878013333]].</ref>]]
Es sind insgesamt fünf [[Oxide]] des Rheniums bekannt, das gelbe Re<sub>2</sub>O<sub>7</sub>, rotes ReO<sub>3</sub>, Re<sub>2</sub>O<sub>5</sub>, braunschwarzes ReO<sub>2</sub> und Re<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. [[Rhenium(VII)-oxid]] Re<sub>2</sub>O<sub>7</sub> ist das stabilste Rheniumoxid. Es ist ein Zwischenprodukt bei der Rheniumgewinnung und kann als Ausgangsverbindung für die Synthese anderer Rheniumverbindungen wie [[Methyltrioxorhenium]] genutzt werden.<ref>Wolfgang A. Herrmann u.&nbsp;a.: ''Kostengünstige, effiziente und umweltfreundliche Synthese des vielseitigen Katalysators Methyltrioxorhenium (MTO).'' In: ''[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angew. Chem.]]'' 119, 2007, S.&nbsp;7440–7442, [[doi:10.1002/ange.200703017]].</ref> In Wasser löst es sich unter Bildung der stabilen [[Perrheniumsäure]] HReO<sub>4</sub>. [[Rhenium(VI)-oxid]] ReO<sub>3</sub> hat eine charakteristische [[Kristallstruktur]], die als Kristallstrukturtyp (Rheniumtrioxid-Typ) dient.

=== Halogenide ===
Es sind insgesamt 13 Verbindungen des Rheniums mit den [[Halogene]]n [[Fluor]], [[Chlor]], [[Brom]] und [[Iod]] bekannt. Dabei reagiert Rhenium bevorzugt zu [[Halogenide|Hexahalogeniden]] des Typs ReX<sub>6</sub>. So entstehen blassgelbes [[Rhenium(VI)-fluorid]] ReF<sub>6</sub> und grünes [[Rhenium(VI)-chlorid]] ReCl<sub>6</sub> direkt aus den Elementen bei 125&nbsp;°C bzw. 600&nbsp;°C. Reaktion von Rhenium mit Fluor unter leichtem Druck bei 400&nbsp;°C führt zu hellgelbem [[Rhenium(VII)-fluorid]], neben [[Osmium(VII)-fluorid]] und [[Iod(VII)-fluorid]] das einzige bekannte Halogenid in der Oxidationsstufe +VII. Rotbraunes Rhenium(V)-chlorid (ReCl<sub>5</sub>)<sub>2</sub> besitzt eine [[dimer]]e, oktaedrische Struktur. Chlorierung von ReO<sub>2</sub> mit [[Thionylchlorid]] liefert ein schwarzes, polymeres Chlorid Re<sub>2</sub>Cl<sub>9</sub>, das aus Ketten von dimeren Re-Cl-Clustern besteht, die über Chloratome verbrückt sind. Werden höhere Rheniumchloride thermisch bei über 550&nbsp;°C zersetzt, bildet sich dunkelrotes, [[trimer]]es Rhenium(III)-chlorid Re<sub>3</sub>Cl<sub>9</sub>. Strukturell bestehen dessen Moleküle aus Dreiecksmetallclustern, wobei die Re-Re-Abstände von 248&nbsp;pm Doppelbindungscharakter der Metall-Metall-Bindungen beweisen.<ref name="wo">Wissenschaft-Online-Lexika: ''Eintrag zu Rheniumverbindungen im Lexikon der Chemie''.</ref> Die Halogenide sind wasserempfindlich und reagieren mit Wasser zu Halogenoxiden oder Oxiden.

=== Weitere Rheniumverbindungen ===
Das schwarze Rhenium(VII)-sulfid Re<sub>2</sub>S<sub>7</sub> entsteht aus Perrhenatlösungen durch Einleiten von [[Schwefelwasserstoff]]. Thermische Zersetzung ergibt ebenfalls schwarzes Rhenium(IV)-sulfid ReS<sub>2</sub>, das auch direkt aus den Elementen zugänglich ist.<ref name="wo" />

Rhenium bildet eine Vielzahl von [[Komplexchemie|Komplexen]]. Es sind sowohl klassische Komplexe mit einzelnen Metallzentren als auch [[Metallcluster]] bekannt. Bei diesen liegen Rhenium-Rhenium-[[Mehrfachbindung]]en teilweise auch in Form von [[Dreifachbindung|Dreifach-]] oder [[Vierfachbindung]]en vor. Eine Vierfachbindung existiert etwa im Re<sub>2</sub>X<sub>8</sub><sup>2−</sup>-Komplexion (X ist dabei ein Halogenatom oder eine [[Methylgruppe]]).
[[Datei:Re2(CO)10.svg|mini|Struktur von Dirheniumdecacarbonyl]]
[[Dirheniumdecacarbonyl]] (Re<sub>2</sub>(CO)<sub>10</sub>) etwa weist eine Metall-Metall-Bindung auf und lässt sich mit [[Natriumamalgam]] zu NaRe(CO)<sub>5</sub>reduzieren. In diesem Komplex weist Rhenium die formale Oxidationsstufe -1 auf. Durch Bromierung entsteht Brompentacarbonylrhenium(I).<ref name="SchmidtSP">S. P. Schidt u.&nbsp;a.: ''Pentacarbonylrhenium Halides.'' In: ''[[Inorganic Syntheses]].'' 1990, S.&nbsp;160–165, [[doi:10.1002/9780470132593.ch42]].</ref>

Auch [[Metallorganische Chemie|metallorganische]] Verbindungen des Rheniums sind bekannt. Eine wichtige organische Rheniumverbindung ist [[Methylrheniumtrioxid]] (MTO), die als Katalysator für [[Alkenmetathese|Metathesereaktionen]], zur [[Epoxide|Epoxidierung]] von [[Olefin]]en sowie zur Olefinierung von [[Aldehyde]]n eingesetzt werden kann. MTO und andere Rheniumkatalysatoren für die Metathese sind besonders beständig gegenüber [[Katalysatorgift]]en.<ref name="Römpp">{{RömppOnline|ID=RD-18-01202|Name=Rhenium|Abruf=2011-04-10}}</ref>

Die synthetische Verbindung von Rhenium und [[Bor]] (ReB<sub>2</sub>, [[Rheniumdiborid]]) ist entlang einer Kristallachse härter als [[Diamant]].

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== Literatur ==
* {{Holleman-Wiberg|Auflage=102.|Startseite=1620|Endseite=1634}}
* [[Norman N. Greenwood]], [[Alan Earnshaw]]: ''Chemie der Elemente.'' 1. Auflage. Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9.
* [[Harry H. Binder]]: ''Lexikon der chemischen Elemente – das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten.'' S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
* [[Eric Scerri]]: ''A tale of seven elements'', Oxford University Press, Oxford, 2013, ISBN 978-1-5226-7117-6.

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
{{Commons}}
* [http://www.pse-mendelejew.de/re.htm Reinstrhenium > 99,99 % Bild in der Sammlung von Heinrich Pniok]
* [[Mineralienatlas:Rhenium]] (Wiki)

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

{{Navigationsleiste Periodensystem}}

{{Lesenswert|29. Dezember 2007|40563368}}

{{Normdaten|TYP=s|GND=4177995-2|LCCN=sh/85/113607|NDL=00569408}}

[[Kategorie:Rhenium| ]]
[[Kategorie:Hexagonales Kristallsystem]]
[[Kategorie:Elektrotechnischer Werkstoff]]