A pesar de las grandes contribuciones e intentos por ordenar los elementos químicos y de algunas muestras de periodicidad en sus propiedades surgidas en la primera mitad del siglo XIX, no se tenía una sistematización que facilitara su estudio y representara claramente las relaciones entre las diferentes substancias. Fue hasta 1869 cuando Dmitri I. Mendeleev, con la publicación de su primera Tabla Periódica, logra una clasificación que le permite incluso predecir sorprendentemente el descubrimiento de nuevos elementos. Mendeleev dispone los pesos atómicos de 63 elementos hasta entonces conocidos, en forma ascendente en periodos verticales, haciendo coincidir horizontalmente los elementos con propiedades químicas similares. Así obtiene espacios de elementos a ser descubiertos, como los análogos del Si y el Al de pesos atómicos, para entonces calculados de 65 y 75, respectivamente. En 1871, con correcciones a pesos atómicos y nuevos elementos descubiertos, Mendeleev publica una segunda versión de la Tabla Periódica. En esta Tabla muestra ocho grupos de elementos de acuerdo a su estado de oxidación, denotando con guiones los elementos aun desconocidos. En el grupo VII, con un peso atómico sugerido de 190 y con la predicción de ser un elemento que forma hidruros y heptaóxidos, se encuentra el espacio del elemento que ahora nos ocupa: el renio (Re).

Ida Tacke. Foto de: Dome_de

Llamado dvi-manganeso hasta antes de su descubrimiento (del sánscrito dvi que significa dos), debido a que le sigue a otro elemento también desconocido entonces, el eka-manganeso (ahora tecnecio), el renio, con número atómico 75, fue el último elemento estable de ocurrencia natural que fue descubierto. Aún cuando existe la controversia de que el elemento que proclamó descubrir en 1908 el químico japonés Masataka Ogawa, no fue el de número atómico 43 sino el de 75, el hallazgo se lo atribuyen a Walter Noddack, Ida Tacke y Otto Berg, científicos alemanes quienes en 1925, a través de espectroscopia de rayos x, prueban la existencia del elemento 75 en muestras de columbita. Lo llamaron Rhenium (del latin Rhenus) en honor al lugar natal de Ida Tacke en la región del Rhein. La motivación, como la describe Ida Tacke en Zur Auffindung der Ekamangane, Zeitschrift für angewandte Chemie, 1925, 51, 1157–1180, fue que después del descubrimiento del hafnio en 1922, quedaban cinco elementos con los números 45, 61, 75, 85 y 87 por descubrir y, como ella misma lo explica, los últimos dos son radiactivos y considerados muy inestables; el 61 es una tierra rara muy buscada en ese tiempo, siendo relevante para ellos la falta de los elementos del grupo del manganeso.

Por interpolación de las propiedades físicas de sus vecinos, Ida Tacke y colaboradores estudiaron las posibles propiedades de estos elementos. Así, para el renio auguraron, entre otras, una masa atómica en el rango 187-188 –ahora sabemos que es de 186.207 u–; una densidad cercana a 21 g/cm3 (el valor actual es de 21.02 g/cm3, sólo superada por el de iridio, osmio y platino), y un punto de fusión aproximado de 3300 ºC. A excepción del wolframio (3422°C), el renio tiene el punto de fusión más alto que el de cualquier metal, con un valor de 3186ºC y el punto de ebullición más alto de todos los elementos químicos (5596°C). Predicen también una abundancia muy pequeña de esos elementos en la corteza terrestre, y por lo tanto, la razón del por qué no se habían encontrado. Y en efecto, el renio junto con el rodio, rutenio y osmio, constituyen el grupo de los elementos estables más raros, con una concentración promedio en la corteza terrestre cercana a 1 ppb (parte por billón). En 1928 Noddack y Tacke logran aislar 1 g de renio a partir de 660 kg de un mineral de molibdeno. En nuestros días el renio es recuperado en mayor escala de los polvos acumulados en los tubos de humo de los tostadores de los minerales de sulfuro de molibdeno (molibdenita) y de los residuos de los beneficios de algunos minerales de cobre. Además de los minerales de molibdeno, al renio lo contienen también la columbita, la gadolinita, la albita y los minerales de platino. Fue en 1994 que se descubrió el primer mineral de renio, la reniíta (ReS2).

Este metal de aspecto blanco plateado y brillante, pertenece al grupo 7, en la tercera línea de metales de transición en la actual Tabla Periódica, de configuración electrónica [Xe]4f145d56s2. Esta posición le confiere la capacidad de tener estados de oxidación que van de -1 a +7, resultando en una química muy versátil. A temperatura ambiente y presión atmosférica, el metal es resistente a álcalis, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico diluido y agua regia. El óxido más común es el Re2O7, pero se conocen también otros óxidos como el Re2O5, Re2O3 y ReO2. Forma halogenuros como: ReX6, ReX5 (X = F, Cl) y ReCl4 y oxihaluros del tipo ReO3X (X = F, Cl) y ReOCl4. Complejos de renio representativos de estados de oxidación bajo, son los carbonilos. Como ejemplos se tienen a Re2(CO)10, ReX(CO)5, [ReX3(CO)3]2- (X = Cl, Br). Algunos de estos complejos fungen como precursores en química de coordinación de renio.

Conjunto de álabes del motor aeronáutico Olympus 593 del Concorde. Foto de: Pierre CHERY-CAVY

Debido a sus propiedades refractarias y la resistencia a la corrosión, el renio ha jugado un papel importante en las superaleaciones. La adición de renio a éstas, basadas en níquel, mejora la resistencia a la fatiga y la plastodeformación a altas temperaturas. Estas superaleaciones son utilizadas en los álabes de turbinas de gas de los aviones. El 70 % de la producción mundial de renio se destina a ese uso. Existen otras aleaciones con hierro, cobalto, wolframio, molibdeno, platino, entre otros, cuyos usos son diversos: crisoles, indicadores de ionización, contactos eléctricos, electromagnetos, bombillas para flash, elementos de calentamiento, recubrimientos metálicos, espectrógrafos de masas, controladores de temperatura, termopares, tubos de vacío, semiconductores y tubos y blancos para rayos x. Otra de las aplicaciones importantes y que se lleva el 20 % de la producción de renio, es la catálisis con complejos bimetálicos platino-renio, los cuales son utilizados para producir gasolinas con mayor octanaje, evitando el tóxico plomo. A través de este catalizador bimetálico también se pueden producir otros hidrocarburos como el benceno, tolueno y xileno.

El renio es un metal de aspecto blanco plateado y brillante. Foto de: Alchemist-hp (talk) (www.pse-mendelejew.de)

 

Se conocen un total de 35 isótopos (además de 20 isómeros nucleares) del renio, de los cuales sólo dos, el 185Re y el 187Re, son de ocurrencia natural, siendo el 187Re el más abundante (62.6%). Este núclido es radioactivo, (decaimiento β a 187Os) con una vida media de 4.5 x 1010 años y por lo tanto utilizado en la datación de minerales que lo contienen. En los últimos años se ha puesto gran atención a los radionúclidos 186Re (βmax = 1.1 MeV, t ½ = 3.8 d) y 188Re (βmax = 2.1 MeV, t ½ = 17 h) gracias a sus propiedades radiactivas (emisión de radiación ionizante, tiempo de vida media adecuado y la posibilidad de disponer del 188Re a través de un generador de radionúclidos, con el 188W como radionúclido padre), que promete el uso potencial en medicina nuclear. Por su gran similitud en el comportamiento químico con el tecnecio, el renio ha servido de modelo no radiactivo para el estudio de la química de coordinación de tal radioelemento. Es así, como los complejos de 99mTc y 186,188Re forman la mancuerna perfecta para diagnóstico y terapia, respectivamente. Y es quizá debido al interés en el desarrollo de nuevos radiofármacos marcados con estos radionúclidos, que la química de coordinación de ambos metales se ha desarrollado enormemente. C2

Sobre el autor

Se doctoró en Química con especialidad en radioquímica, en el Institut für Chemie und Biochemie de la Freie Universität Berlin, donde realizó estudios sobre la síntesis de complejos de renio y tecnecio con 2-piridilfosfinas y fosfiniminas. Actualmente se dedica al estudio de la química de coordinación de renio y su acoplamiento a nanoestructuras; además, en estudios de radiactividad ambiental utilizando espectrometría alfa y gamma, en la Unidad Académica de Estudios Nucleares de la Universidad Autónoma de Zacatecas.

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Se doctoró en Química con especialidad en radioquímica, en el Institut für Chemie und Biochemie de la Freie Universität Berlin, donde realizó estudios sobre la síntesis de complejos...

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