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Version du 11 septembre 2014 à 16:15

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.
modifier Consultez la documentation du modèle

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 chaleur.

Le rhénium a peu d'applications, en raison de sa rareté et des coûts de production élevés (son prix était de 14 000 € le kilogramme en 2010), mais son usage dans l'aéronautique est stratégique[6]. 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.

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.

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.

Histoire

Le rhénium (du latin Rhenus, 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 g à partir de 660 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 cuprifère.

Production

La production mondiale est de 50 tonnes par an [7].

Les trois principaux pays producteurs sont[8] :

  • le Chili (42 % de la production mondiale) ;
  • les États-Unis (17 % de la production mondiale) ;
  • le Kazakhstan (17 % de la production mondiale).

Une application importante en physique : les hautes pressions

Rhénium

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.

Usage dans l'aéronautique

La production de rhénium est utilisée aux trois quarts pour la fabrication de superalliages pour les turbines, principalement aéronautiques (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'aéronefs modernes »[9].

Notes et références

  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. ↑ 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
  7. ↑ 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
  8. ↑ 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
  9. ↑ 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

Voir aussi

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