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锝和铼的化学性质有何不同? 1

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锝和铼在化学上有一些相似之处,例如在少数化学计量的化合物中,如MnO4-,TcO4-,ReO4-系列和金属羰基化合物等,它们与锰相似。然而,锝和铼之间仍然存在重要的区别。对于锰来说,最稳定和特征的氧化态是Ⅱ,而高自旋的Mn2+阳离子化学是主要的。然而,锝和铼实际上没有阳离子化学,尤其是不形成氧化态Ⅱ的化合物,而是具有广泛的氧化态Ⅳ和Ⅴ的化学性质。相比之下,TcO4-和ReO4-离子的氧化性要小得多。此外,铼在其卤化物中形成金属-金属键的特性,而锰完全不形成这种化合物。铼在氧化态至少为Ⅳ时倾向于形成M-M键。例如,在Re2X9-离子中,Re-Re的间距为2.71 ?,在La4Re6O19中,其平均氧化数为+4.33,Re(O)2Re基团的Re-Re间距为2.42 ?。

虽然锝和铼很少形成阳离子水合物化合物,但TcO4-和ReO4-在水溶液中是完全溶解的。这些离子在含有不同阴离子的水溶液中的还原行为已经进行了极谱研究。然而,尽管标准电势数值与观察到的还原步骤相符,但这些物种的确切性质尚不清楚。最终的还原过程似乎涉及氢化物的形成。一些电势数据(有限的)如图26-D-1所示。
尽管铼的存在早在周期表中就被确定,但直到1925年才根据其X射线光谱首次检测到铼。几年后,纳达克、勃勒奇和塔克从辉钼矿中分离出大约一克的铼。现在,从煅烧硫化钼矿的烟道灰和冶炼某些铜矿的炉渣中,可以在较大规模上回收铼。铼通常以高铼酸盐离子ReO4-的形式存在于氧化性溶液中,浓缩后加入KCl可以沉淀出微溶盐KReO4。
所有锝的同位素都具有不稳定的倾向,会发生β衰变或电子捕获,类似于从铀的自发裂变中产生的许多碎片。自然界中存在微量的锝,这是第一个被发现的放射性同位素,由匹列尔(Perrier)和赛格雷(Segre)命名。三个同位素的半衰期都大于10^5年,但Tc(β,2.12×10^5年)是占比例最大的同位素。锝可以从废裂变产物的溶液中去除镨和铀而回收。有趣的是,锝在自然界中并不存在,而铼存在于地壳中,但由于反应堆的增加,锝的供应可能超过铼。
这两种金属在外观上类似于铂,但通常以灰色粉末的形式得到。除了钨(3400℃)外,铼的熔点(3180℃)比任何其他金属都高。可以通过在H2中热分解NH4MO4或(NH4)2MCl6来制备铼和锝。也可以通过在2NH2SO4溶液中电解NH4TcO4并继续加入H2O2进行氧化来制备锝。铼可以通过从硫酸溶液中电沉积来得到,尽管得到凝聚沉积需要特殊条件。这两种金属的晶体结构为六方密堆积排列。它们在高于400℃的氧气中燃烧产生易升华的M2O7,在潮湿的空气中,这两种金属缓慢氧化成含氧酸。含氧酸也可以通过将金属溶解在浓硝酸或热浓硫酸中制备。这两种金属不溶于氢氟酸或盐酸,但可以方便地溶解在温热的溴水中。铼可以溶解在过氧化氢中,而锝不溶解。
尽管TcO4-离子据说对于钢的腐蚀具有优秀的阻蚀性能,但目前尚未应用锝。
铼用于W-Re温差热电偶,Pt-Re合金催化剂用于石油重整,据说比单独使用铂具有更长的寿命。
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