Élément chimique · fiche de référence

75Re

Rhénium

Le rhénium est l’élément 75 (Re), situé en période 6, groupe 7 et dans le bloc d. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 4f14 5d5 6s2.

Numéro atomique75

Poids atomique standard186,207(1)

Groupe7

Période6

Blocd

Configuration électronique[Xe] 4f14 5d5 6s2

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La sous-couche d intervient directement dans la chimie du rhénium. Les électrons d et s ont souvent des énergies proches, ce qui favorise plusieurs états d’oxydation, la formation de complexes et, pour de nombreux métaux de transition, des propriétés catalytiques.

La configuration [Xe] 4f14 5d5 6s2 doit être lue avec l’état d’oxydation du composé : retirer des électrons modifie l’occupation des orbitales d et peut changer couleur, magnétisme, géométrie de liaison et réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Pour le rhénium, les formes chimiques importantes comprennent le métal et ses alliages, ainsi que des oxydes, des halogénures et des complexes de coordination. Plusieurs états d’oxydation sont souvent possibles car les électrons s et d ont des énergies proches ; les ligands autour de l’ion métallique peuvent modifier fortement couleur, magnétisme et réactivité.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 21,02 g/cm³. Le point de fusion est 3 463 K (3 190 °C). Le point d’ébullition est 5 869 K (5 596 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le rhénium est très rare et sert surtout dans des superalliages capables de fonctionner à très haute température, notamment pour certaines turbines. Il est également utilisé dans des catalyseurs spécialisés, particulièrement dans des procédés de raffinage et d’hydrogénation.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

moteurs à réaction

Le rhénium est présent dans des superalliages qui conservent leur résistance à haute température dans les turbines.

catalyseurs

Le rhénium est utilisé pour accélérer des réactions chimiques sans être consommé dans le bilan global de la réaction.

thermocouples

Le rhénium entre dans des alliages de mesure dont la tension électrique varie de façon prévisible avec la température.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le rhénium est en période 6 et dans le groupe 7. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le tungstène et l’osmium sur la même période ; le technétium est au-dessus et le bohrium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal de transition

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 13 · 2

Masse volumique21,02 g/cm³

Point de fusion3 463 K (3 190 °C)

Point d’ébullition5 869 K (5 596 °C)

Électronégativité de Pauling1,9

Première énergie d’ionisation756kJ/mol

Affinité électronique5,8273 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du rhénium est associée à Masataka Ogawa. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 186.207(1). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le rhénium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au rhénium dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le rhénium élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.