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{{Infobox Élément/Rhénium}}
Le '''rhénium''' est l'[[élément chimique]] de [[numéro atomique]] 75, de symbole Re. Il a été découvert en 1925 par les [[chimiste]]s [[Allemagne|allemands]] [[Walter Noddack]], [[Ida Tacke]] et [[Otto Berg (chimiste)|Otto Berg]]. Son nom dérive du nom [[latin]] du [[Rhin]], ''Rhenus''<ref name=":1">{{Article|langue=de|titre=Die Ekamangane|périodique=Die Naturwissenschaften|volume=13|numéro=26|date=1925-06|issn=0028-1042|issn2=1432-1904|doi=10.1007/BF01558746|lire en ligne=http://link.springer.com/10.1007/BF01558746|consulté le=2022-11-18|pages=567–574}}</ref>. C'est le dernier élément [[isotope stable|stable]] à avoir été découvert, les suivants étant tous [[Radioactivité|radioactifs]].
Le '''rhénium''' est un [[élément chimique]] du [[tableau périodique]], de symbole [[Re]] et de [[numéro atomique]] 75.


Le rhénium est un [[métal]] argenté qui résiste bien à la [[corrosion]] et a une tolérance exceptionnelle à la [[transfert thermique|chaleur]].
Le [[corps simple]] rhénium est un [[métal]] argenté et lourd qui résiste bien à la [[corrosion]] et a une tolérance exceptionnelle à la [[transfert thermique|chaleur]].


Le rhénium a peu d'applications, en raison de sa rareté et des coûts de production élevés (son prix estimé est de {{unité|3200|$/kg}} en 2013, sous forme de pastilles pures à 99,99 %<ref>http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/rhenium/mcs-2014-rheni.pdf</ref>), mais son usage dans l'aéronautique est stratégique<ref>Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, ''Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société'', EDP Sciences, 2010, p. 149</ref>. On l'extrait habituellement des poussières de [[molybdène]], dans les fours industriels, dont il est un sous-produit poudreux de couleur grise, mais le rhénium se retrouve également à l'état de traces dans certains minéraux.
Le rhénium est l'un des éléments les plus rares dans la [[croûte terrestre]], son coût de production est donc élevé et ses applications limitées ; son usage dans l'[[aéronautique]] est cependant stratégique<ref name=":0">[[Philippe Bihouix]] et Benoît de Guillebon, ''Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société'', EDP Sciences, 2010, {{p.|149}}.</ref>. On l'extrait habituellement des poussières de [[molybdène]] dans les fours industriels, dont il est un [[sous-produit]] poudreux de couleur grise ; le rhénium se trouve également à l'état de traces dans certains minéraux.


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== Histoire ==
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On se sert du rhénium pour améliorer la résistance thermique du filament des fours électriques, dans la production de thermocouples et comme catalyseur dans l'industrie chimique.
L'existence de l'élément 75 est [[éléments prédits par Mendeleïev|prédite]] dès 1896 par [[Dmitri Mendeleïev]], qui lui donne le nom dvi-manganèse (avec Dm pour symbole)<ref name=tle>{{The Lost Elements|passage=310-311}}</ref>.


En 1908, Masataka Ogawa, un chimiste japonais travaillant à l'[[University College de Londres]] avec [[William Ramsay]], découvre des propriétés nouvelles dans un minéral de [[thorianite]], qu'il attribue à l'[[Technétium|élément 43]], qu'il nomme ''nipponium''. Cette découverte n'ayant pas pu être répétée par la communauté scientifique, ses travaux furent délaissés. En fait, Ogawa pourrait avoir identifié le rhénium<ref>{{Article|langue=en|prénom1=H.K.|nom1=Yoshihara|titre=Discovery of a new element ‘nipponium’: re-evaluation of pioneering works of Masataka Ogawa and his son Eijiro Ogawa|périodique=Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy|volume=59|numéro=8|date=2004-08|doi=10.1016/j.sab.2003.12.027|lire en ligne=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0584854704001065|consulté le=2022-11-18|pages=1305–1310}}</ref>.
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Il a pour particularité de n'être ni attaqué par l'[[acide chlorhydrique]], ni par l'[[acide sulfurique]] mais se dissout dans l'[[acide nitrique]].


En 1914, [[Henry Moseley]] confirme qu'un élément doit se trouver en position 75 grâce à des expériences de [[Analyse dispersive en longueur d'onde|spectroscopie]] de [[Rayon X|rayons X]]<ref>{{Article|langue=en|prénom1=H.G.J.|nom1=Moseley|titre=LXXX. The high-frequency spectra of the elements. Part II|périodique=The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science|volume=27|numéro=160|date=1914-04|issn=1941-5982|issn2=1941-5990|doi=10.1080/14786440408635141|lire en ligne=https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14786440408635141|consulté le=2022-11-18|pages=703–713}}</ref>. En 1925, [[Walter Noddack|Noddack]], [[Ida Tacke|Tacke]] et [[Otto Berg (chimiste)|Berg]] reprennent ces expériences avec du minerai de [[colombite]] et identifient deux éléments aux propriétés chimiques similaires au [[manganèse]], qu'ils nomment ''rhénium'' (Z=75) et ''[[masurium]]'' (Z=43)<ref name=":1" />. Malheureusement, ils seront incapables de répéter l'expérience pour le masurium et la découverte de l'élément 43 ne sera officiellement confirmée qu'en 1937 par [[Carlo Perrier]] et [[Emilio Segrè]]. En [[1928]], les Noddack (Noddack et Tacke se sont mariés en 1926) parviennent à isoler un [[gramme]] de rhénium à partir de 660 kg de [[molybdénite]]<ref>{{Article|langue=de|prénom1=J.|nom1=Noddack|prénom2=W.|nom2=Noddack|titre=Die Herstellung von einem Gram Rhenium|périodique=Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie|volume=183|numéro=1|date=1929-09-23|issn=0863-1786|issn2=1521-3749|doi=10.1002/zaac.19291830126|lire en ligne=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/zaac.19291830126|consulté le=2022-11-18|pages=353–375}}</ref>.
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== Histoire ==
Le rhénium (du [[latin]] ''Rhenus'', [[Rhin|le Rhin]]) est l'avant-dernier élément naturel à avoir été découvert, avant le [[francium]]. On considère généralement que c'est [[Walter Noddack]], [[Ida Tacke]] et [[Otto Berg]] qui l'ont découvert en [[Allemagne]] en [[1925]]. Ils l'ont détecté dans le minerai de [[platine]] et dans la [[colombite]]. Ils en ont trouvé aussi dans la [[gadolinite]] par spectroscopie de rayon X et dans la [[molybdénite]]. En [[1928]] ils en ont extrait 1 [[gramme|g]] à partir de 660 [[kilogramme|kg]] de molybdénite.


Le processus était si compliqué et le coût si élevé que la production fut arrêtée jusqu'au début des [[années 1950]], quand on a commencé à préparer des alliages tungstène-rhénium et molybdène-rhénium. Ces alliages sont très utiles dans l'industrie, et on a alors une forte demande de rhénium, produit à partir de la [[molybdénite]] contenue dans le [[porphyre (roche)|porphyre]] [[cuivre|cuprifère]].
Le processus était si compliqué et le coût si élevé que la production de rhénium fut arrêtée jusqu'au début des [[années 1950]], quand on commença à préparer des alliages tungstène-rhénium et molybdène-rhénium. Ces alliages sont très utiles dans l'industrie, et la demande en rhénium a alors augmenté.

== Propriétés ==
Le rhénium pur est un métal dur de couleur blanc argenté. Il possède le troisième plus haut [[point de fusion]] ({{unité|3180|[[degré Celsius|°C]]}}) de tous les [[corps simple]]s après le [[tungstène]] et le [[carbone]]. Il a également le plus haut [[point d'ébullition]] de tous les éléments. La poudre de rhénium est lentement [[oxydation|oxydée]] dans l'air en [[heptoxyde de rhénium]] ({{fchim|Re|2|O|7}}) au-dessus de {{tmp|150|°C}}. L'élément a été caractérisé dans les [[état d'oxydation|états d'oxydation]] -1 à +7, les états +3, +4, +5 et +7 étant les plus communs<ref name="brit">{{lien web|titre=rhenium (Re) {{!}} chemical element|périodique=[[Encyclopedia Britannica]]|lire en ligne=https://global.britannica.com/science/rhenium|consulté le=2016-12-16|langue=en|auteur=The Editors of Encyclopædia Britannica}}.</ref>.

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Il a la particularité d'être très résistant à la corrosion et de ne pas être attaqué par l'[[acide chlorhydrique]] ni par l'[[acide sulfurique]]. Il se dissout toutefois dans l'[[acide nitrique]].


== Isotopes ==
== Isotopes ==
{{Article détaillé|Isotopes du rhénium}}
{{Article détaillé|Isotopes du rhénium}}


Le rhénium possède 35 isotopes connus, de [[nombre de masse]] variant entre 160 et 194, ainsi que 21 [[isomérie nucléaire|isomères nucléaires]]. Parmi ces isotopes, un seul est [[isotope stable|stable]], <sup>185</sup>Re, faisant du rhénium un [[élément monoisotopique]]. Cependant, à l'instar du [[vanadium]], du [[rubidium]], du [[lutécium]], du [[lanthane]], de l'[[europium]] et de l'[[indium]], il coexiste avec avec un radioisotope naturel à longue vie, <sup>187</sup>Re (demi-vie de {{unité|41.2|milliards d'années}}, trois fois l'[[âge de l'univers]])) ce qui fait que le rhénium n'est pas un [[élément mononucléidique]]. Comme dans les cas de l'indium et du [[tellure]], ce radioisotope est même l'isotope le plus abondant (62,6 contre 37,4 %). On attribue au rhénium une masse atomique standard de {{unité|186.207(1)|[[unité de masse atomique unifiée|u]]}}.
Le rhénium possède trente-cinq [[Isotope|isotopes]] connus, de [[nombre de masse]] variant entre 160 et 194, ainsi que vingt-et-un [[Isomérie nucléaire|isomères nucléaires]]. Parmi ces isotopes, un seul est [[isotope stable|stable]], <sup>185</sup>Re, faisant du rhénium un [[élément monoisotopique]]. Cependant, à l'instar du [[vanadium]], du [[rubidium]], du [[lutécium]], du [[lanthane]], de l'[[europium]] et de l'[[indium]], il coexiste avec un [[radioisotope]] naturel à longue vie, <sup>187</sup>Re (demi-vie de {{unité|41.2|milliards d'années}}, trois fois l'[[âge de l'univers]]) ce qui fait que le rhénium n'est pas un [[élément mononucléidique]]. Comme dans les cas de l'indium et du [[tellure]], ce radioisotope est même l'isotope le plus abondant (62,6 contre 37,4 %). On attribue au rhénium une [[masse atomique]] standard de {{unité|186.207(1)|[[unité de masse atomique unifiée|u]]}}.


== Production ==
== Production ==
La production mondiale est de l'ordre de {{unité|50|tonnes}} par an<ref name=":0" />. Le rhénium est extrait de la [[molybdénite]] contenue dans le [[porphyre (roche)|porphyre]] [[cuivre|cuprifère]] sous forme d'heptoxyde ({{fchim|Re|2|O|7}}) qui est ensuite converti en [[perrhénate d'ammonium]] ({{fchim|N||H|4|Re||O|4}}) avant d'être réduit en rhénium métallique en présence d'[[hydrogène]]<ref name="brit" />.
La production mondiale est de 50 tonnes par an <ref>Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, ''Quel avenir pour les métaux ? Raréfaction des métaux, un nouveau défi pour la société'', EDP Sciences, 2010, p. 149</ref>.


Les trois principaux pays producteurs en 2021 sont<ref name=":2">{{Lien web |langue=en |titre=Rhenium Statistics and Information {{!}} U.S. Geological Survey |url=https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/rhenium-statistics-and-information |site=www.usgs.gov |consulté le=2022-11-18}}</ref> :
Les trois principaux pays producteurs sont<ref>Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, ''Quel avenir pour les métaux ? Raréfaction des métaux, un nouveau défi pour la société'', EDP Sciences, 2010, p. 106</ref> :
* le [[Chili]] (42 % de la production mondiale) ;
* le [[Chili]] (49 % de la production mondiale) ;
* les [[États-Unis]] (17 % de la production mondiale) ;
* la [[Pologne]] (16 % de la production mondiale) ;
* le [[Kazakhstan]] (17 % de la production mondiale).
* les [[États-Unis]] (15 % de la production mondiale) ;
On obtient également du rhénium par [[recyclage]] des matériaux contenant du rhénium.


En 2021, le kilogramme de rhénium, sous forme de pastilles pures à 99,99 %, s'achète pour moins de 1000 [[Dollar américain|dollars américains]]<ref name=":2" />, prix en baisse depuis dix ans.
== Une application importante en physique : les hautes pressions ==
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[[Image:Rhenium_single_crystal_bar_and_1cm3_cube.jpg|vignette|gauche|Rhénium en ligot monocristallin et cube de 1 cm<sup>3</sup>.]]


== Applications ==
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Le rhénium est utilisé comme joint dans les [[Cellule à enclumes de diamant|cellules à enclumes de diamant]] (CED), qui sont des dispositifs permettant de générer des hautes pressions hydrostatiques. Le joint est la pièce métallique percée d'un trou et placée entre les deux diamants. Les conditions extrêmes de pression et de température réalisées lors de ces expériences imposent le choix d'un matériau très résistant : le rhénium est le plus indiqué, loin devant l'inox et l'alliage de CuBe.
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[[Image:Rhenium_single_crystal_bar_and_1cm3_cube.jpg|vignette|gauche|Rhénium en lingot monocristallin et cube de 1 cm<sup>3</sup>.]]


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La production de rhénium est utilisée aux trois quarts pour la fabrication de [[superalliage]]s pour les [[turbine]]s, principalement [[aéronautique]]s. Son haut point de fusion permettant d'augmenter la résistance du matériau à haute température. Dans son initiative [[Matière première|Matières premières]] (2008), la [[Commission européenne]] a déclaré que « les superalliages au rhénium sont un élément indispensable dans la production d'[[aéronef]]s modernes<ref name=":0" /> ».
== Usage dans l'aéronautique ==

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La production de rhénium est utilisée aux trois quarts pour la fabrication de [[superalliage]]s pour les [[turbine]]s, principalement [[aéronautique]]s (voir [[:en:Rhenium#Alloys]] dans la Wikipédia anglophone). Dans son initiative Matières premières (2008), la Commission européenne a déclaré que « les superalliages au rhénium sont un élément indispensable dans la production d'[[aéronef]]s modernes »<ref>Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, ''Quel avenir pour les métaux ? Raréfaction de métaux, un nouveau défi pour la société, EDP Sciences, 2010, p. 149</ref>.
La deuxième application principale est la production de catalyseurs [[platine]]-rhénium dans l'[[industrie pétrolière]] pour la production d'[[Essence (hydrocarbure)|essence]] par [[reformage catalytique]].

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On se sert du rhénium pour améliorer la résistance thermique du filament des fours électriques et dans la production de thermocouples.

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Le rhénium est utilisé comme joint dans les [[Cellule à enclumes de diamant|cellules à enclumes de diamant]] (CED), qui sont des dispositifs permettant de générer des hautes pressions hydrostatiques. Le joint est la pièce métallique percée d'un trou et placée entre les deux diamants. Les conditions extrêmes de pression et de température réalisées lors de ces expériences imposent le choix d'un matériau très résistant : le rhénium est le plus indiqué, loin devant l'inox et l'alliage de [[bronze au béryllium|CuBe]].

Le composé {{fchim|Re|6|[[sélénium|Se]]|8|[[chlore|Cl]]|2}} est un [[semi-conducteur]] [[superatome|superatomique]]. En 2023, des chercheurs de l'[[université Columbia]] en ont découvert des propriétés de transport ultrarapide de [[quasi-particule]]s [[exciton]]-[[polaron]], permettant potentiellement de développer des [[transistor]]s un million de fois plus rapides que les dispositifs habituels<ref>{{lien web| langue=fr| url=https://trustmyscience.com/semi-conducteur-super-atomique-etablit-record-de-vitesse/| titre=Un nouveau semi-conducteur super-atomique pour une électronique beaucoup plus rapide| auteur1=Laurie Henry| date=27 octobre 2023| consulté le=4 décembre 2023}}</ref>{{,}}<ref>{{Article| langue=en| titre=Room-temperature wavelike exciton transport in a van der Waals superatomic semiconductor| auteur1=Jakhangirkhodja A. Tulyagankhodjaev| auteur2=Petra Shih| auteur3=Jessica Yu| auteur4=Jake C. Russell| auteur5=Daniel G. Chica| et al.=oui| périodique=[[Science (revue)|Science]]| volume=382| numéro=6669| date=26 octobre 2023| pages=438-442| doi=10.1126/science.adf2698}}.</ref>.


== Notes et références ==
== Notes et références ==
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== Voir aussi ==
== Voir aussi ==
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=== Articles connexes ===

=== Article connexe ===
* [[Métaux réfractaires]]
* [[Métaux réfractaires]]
* [[Datation par le rhénium-osmium]]


=== Liens externes ===
=== Liens externes ===
* [[BRGM]] [http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-60205-FR.pdf Panorama 2010 du marché du rhénium, septembre 2011]
* [[BRGM]] [http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-60205-FR.pdf Panorama 2010 du marché du rhénium, septembre 2011]
* {{lien web|langue=en|url=http://www.periodictable.com/Elements/075/data.html|titre=Technical data for Rhenium|consulté le=15 août 2016}}, avec en sous-pages les données connues pour chaque isotope



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Dernière version du 7 mai 2024 à 13:26

Rhénium
Image illustrative de l’article Rhénium
Bille de 3,33g de rhénium à 99,99%, fondue à l'arc, échelle en cm.
Tungstène ← Rhénium → Osmium
Tc
  Structure cristalline hexagonale compacte
 
75		 Re
  
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
↑
Re
↓
Bh
Tableau complet • Tableau étendu
Position dans le tableau périodique
Symbole Re
Nom Rhénium
Numéro atomique 75
Groupe 7
Période 6e période
Bloc Bloc d
Famille d'éléments Métal de transition
Configuration électronique [Xe] 4f14 5d5 6s2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 13, 2
Propriétés atomiques de l'élément
Masse atomique 186,207 ± 0,001 u[1]
Rayon atomique (calc) 135 pm (188 pm)
Rayon de covalence 151 ± 7 pm[2]
État d’oxydation 6, 4, 2, -2
Électronégativité (Pauling) 1,9
Oxyde Acide
Énergies d’ionisation
1re : 7,833 52 eV[3] 2e : 1 260 kJ·mol-1
3e : 2 510 kJ·mol-1 4e : 3 640 kJ·mol-1
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
185Re37,4 %stable avec 110 neutrons
186Re{syn.}2×105 aβ-
TI		0,218
0,149		186Os
186Re
187Re62,6 %4,12×1010 aα
β-		1,653
0,003		183Ta
187Os
Propriétés physiques du corps simple
État ordinaire solide
Masse volumique 20,8 g·cm-3 (20 °C)[1]
Système cristallin Hexagonal compact
Dureté (Mohs) 7
Couleur Blanc argenté
Point de fusion 3 185 °C[1]
Point d’ébullition 5 596 °C[1]
Énergie de fusion 33,2 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 715 kJ·mol-1
Volume molaire 8,86×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 3,24 Pa à 3 453 K
Vitesse du son 4 700 m·s-1 à 20 °C
Chaleur massique 137 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 5,42×106 S·m-1
Conductivité thermique 47,9 W·m-1·K-1
Divers
No CAS 7440-15-5[4]
No ECHA 100.028.294
No CE 231-124-5
Précautions
SGH[5]
État pulvérulent :
SGH02 : Inflammable
Danger
H228 et P210
Transport[5]
   3089   
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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Le rhénium est l'élément chimique de numéro atomique 75, de symbole Re. Il a été découvert en 1925 par les chimistes allemands Walter Noddack, Ida Tacke et Otto Berg. Son nom dérive du nom latin du Rhin, Rhenus[6]. C'est le dernier élément stable à avoir été découvert, les suivants étant tous radioactifs.

Le corps simple rhénium est un métal argenté et lourd qui résiste bien à la corrosion et a une tolérance exceptionnelle à la chaleur.

Le rhénium est l'un des éléments les plus rares dans la croûte terrestre, son coût de production est donc élevé et ses applications limitées ; son usage dans l'aéronautique est cependant stratégique[7]. On l'extrait habituellement des poussières de molybdène dans les fours industriels, dont il est un sous-produit poudreux de couleur grise ; le rhénium se trouve également à l'état de traces dans certains minéraux.

Histoire[modifier | modifier le code]

L'existence de l'élément 75 est prédite dès 1896 par Dmitri Mendeleïev, qui lui donne le nom dvi-manganèse (avec Dm pour symbole)[8].

En 1908, Masataka Ogawa, un chimiste japonais travaillant à l'University College de Londres avec William Ramsay, découvre des propriétés nouvelles dans un minéral de thorianite, qu'il attribue à l'élément 43, qu'il nomme nipponium. Cette découverte n'ayant pas pu être répétée par la communauté scientifique, ses travaux furent délaissés. En fait, Ogawa pourrait avoir identifié le rhénium[9].

En 1914, Henry Moseley confirme qu'un élément doit se trouver en position 75 grâce à des expériences de spectroscopie de rayons X[10]. En 1925, Noddack, Tacke et Berg reprennent ces expériences avec du minerai de colombite et identifient deux éléments aux propriétés chimiques similaires au manganèse, qu'ils nomment rhénium (Z=75) et masurium (Z=43)[6]. Malheureusement, ils seront incapables de répéter l'expérience pour le masurium et la découverte de l'élément 43 ne sera officiellement confirmée qu'en 1937 par Carlo Perrier et Emilio Segrè. En 1928, les Noddack (Noddack et Tacke se sont mariés en 1926) parviennent à isoler un gramme de rhénium à partir de 660 kg de molybdénite[11].

Le processus était si compliqué et le coût si élevé que la production de rhénium fut arrêtée jusqu'au début des années 1950, quand on commença à préparer des alliages tungstène-rhénium et molybdène-rhénium. Ces alliages sont très utiles dans l'industrie, et la demande en rhénium a alors augmenté.

Propriétés[modifier | modifier le code]

Le rhénium pur est un métal dur de couleur blanc argenté. Il possède le troisième plus haut point de fusion (3 180 °C) de tous les corps simples après le tungstène et le carbone. Il a également le plus haut point d'ébullition de tous les éléments. La poudre de rhénium est lentement oxydée dans l'air en heptoxyde de rhénium (Re2O7) au-dessus de 150 °C. L'élément a été caractérisé dans les états d'oxydation -1 à +7, les états +3, +4, +5 et +7 étant les plus communs[12].

Il a la particularité d'être très résistant à la corrosion et de ne pas être attaqué par l'acide chlorhydrique ni par l'acide sulfurique. Il se dissout toutefois dans l'acide nitrique.

Isotopes[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Isotopes du rhénium.

Le rhénium possède trente-cinq isotopes connus, de nombre de masse variant entre 160 et 194, ainsi que vingt-et-un isomères nucléaires. Parmi ces isotopes, un seul est stable, 185Re, faisant du rhénium un élément monoisotopique. Cependant, à l'instar du vanadium, du rubidium, du lutécium, du lanthane, de l'europium et de l'indium, il coexiste avec un radioisotope naturel à longue vie, 187Re (demi-vie de 41,2 milliards d'années, trois fois l'âge de l'univers) ce qui fait que le rhénium n'est pas un élément mononucléidique. Comme dans les cas de l'indium et du tellure, ce radioisotope est même l'isotope le plus abondant (62,6 contre 37,4 %). On attribue au rhénium une masse atomique standard de 186,207(1) u.

Production[modifier | modifier le code]

La production mondiale est de l'ordre de 50 tonnes par an[7]. Le rhénium est extrait de la molybdénite contenue dans le porphyre cuprifère sous forme d'heptoxyde (Re2O7) qui est ensuite converti en perrhénate d'ammonium (NH4ReO4) avant d'être réduit en rhénium métallique en présence d'hydrogène[12].

Les trois principaux pays producteurs en 2021 sont[13] :

  • le Chili (49 % de la production mondiale) ;
  • la Pologne (16 % de la production mondiale) ;
  • les États-Unis (15 % de la production mondiale) ;

On obtient également du rhénium par recyclage des matériaux contenant du rhénium.

En 2021, le kilogramme de rhénium, sous forme de pastilles pures à 99,99 %, s'achète pour moins de 1000 dollars américains[13], prix en baisse depuis dix ans.

Applications[modifier | modifier le code]

Rhénium en lingot monocristallin et cube de 1 cm3.

La production de rhénium est utilisée aux trois quarts pour la fabrication de superalliages pour les turbines, principalement aéronautiques. Son haut point de fusion permettant d'augmenter la résistance du matériau à haute température. Dans son initiative Matières premières (2008), la Commission européenne a déclaré que « les superalliages au rhénium sont un élément indispensable dans la production d'aéronefs modernes[7] ».

La deuxième application principale est la production de catalyseurs platine-rhénium dans l'industrie pétrolière pour la production d'essence par reformage catalytique.

On se sert du rhénium pour améliorer la résistance thermique du filament des fours électriques et dans la production de thermocouples.

Le rhénium est utilisé comme joint dans les cellules à enclumes de diamant (CED), qui sont des dispositifs permettant de générer des hautes pressions hydrostatiques. Le joint est la pièce métallique percée d'un trou et placée entre les deux diamants. Les conditions extrêmes de pression et de température réalisées lors de ces expériences imposent le choix d'un matériau très résistant : le rhénium est le plus indiqué, loin devant l'inox et l'alliage de CuBe.

Le composé Re6Se8Cl2 est un semi-conducteur superatomique. En 2023, des chercheurs de l'université Columbia en ont découvert des propriétés de transport ultrarapide de quasi-particules exciton-polaron, permettant potentiellement de développer des transistors un million de fois plus rapides que les dispositifs habituels[14],[15].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ a b c et d (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. ↑ (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ , p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  3. ↑ (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, , 89e éd., p. 10-203
  4. ↑ Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  5. ↑ a et b Entrée « Rhenium, powder » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 6 juillet 2018 (JavaScript nécessaire)
  6. ↑ a et b (de) « Die Ekamangane », Die Naturwissenschaften, vol. 13, no 26,‎ , p. 567–574 (ISSN 0028-1042 et 1432-1904, DOI 10.1007/BF01558746, lire en ligne, consulté le )
  7. ↑ a b et c Philippe Bihouix et Benoît de Guillebon, Quel futur pour les métaux ? Raréfaction des métaux : un nouveau défi pour la société, EDP Sciences, 2010, p. 149.
  8. ↑ (en) Marco Fontani, Mariagrazia Costa et Mary Virginia Orna, The Lost Elements : The Periodic Table's Shadow Side, New York, Oxford University Press, (1re éd. 2014), 531 p. (ISBN 9780199383344), p. 310-311.
  9. ↑ (en) H.K. Yoshihara, « Discovery of a new element ‘nipponium’: re-evaluation of pioneering works of Masataka Ogawa and his son Eijiro Ogawa », Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, vol. 59, no 8,‎ , p. 1305–1310 (DOI 10.1016/j.sab.2003.12.027, lire en ligne, consulté le )
  10. ↑ (en) H.G.J. Moseley, « LXXX. The high-frequency spectra of the elements. Part II », The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, vol. 27, no 160,‎ , p. 703–713 (ISSN 1941-5982 et 1941-5990, DOI 10.1080/14786440408635141, lire en ligne, consulté le )
  11. ↑ (de) J. Noddack et W. Noddack, « Die Herstellung von einem Gram Rhenium », Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 183, no 1,‎ , p. 353–375 (ISSN 0863-1786 et 1521-3749, DOI 10.1002/zaac.19291830126, lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ a et b (en) The Editors of Encyclopædia Britannica, « rhenium (Re) | chemical element », Encyclopedia Britannica (consulté le ).
  13. ↑ a et b (en) « Rhenium Statistics and Information | U.S. Geological Survey », sur www.usgs.gov (consulté le )
  14. ↑ Laurie Henry, « Un nouveau semi-conducteur super-atomique pour une électronique beaucoup plus rapide », (consulté le )
  15. ↑ (en) Jakhangirkhodja A. Tulyagankhodjaev, Petra Shih, Jessica Yu, Jake C. Russell, Daniel G. Chica et al., « Room-temperature wavelike exciton transport in a van der Waals superatomic semiconductor », Science, vol. 382, no 6669,‎ , p. 438-442 (DOI 10.1126/science.adf2698).

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