What is 铼?
铼 (symbol Re) is element 75 on the periodic table, a 过渡金属 in period 6, group 7. One of the rarest elements in the crust, and the metal that lets jet turbines run hotter. At room temperature it is a solid.
故事
铼 是什么，以及我们如何发现它
One of the rarest elements in the crust, and the metal that lets jet turbines run hotter.
The discovery of 铼
最伟大的元素探索
铼于1925年被发现，标志着一个时代的结束——它是自然界中发现的最后一种稳定元素。这段史诗般的科学侦探故事跨越三十年，涉及才华横溢的德国化学家，并证明了坚持不懈甚至可以征服自然界中最难以捉摸的目标。
1905-1914：失踪元素之谜
Dmitri Mendeleev的元素周期表预测，在锰和锝之间应该存在一种元素，他将其称为“dvi-manganese”。20年来，世界各地的化学家疯狂搜索这个元素拼图中缺失的部分，分析了数千份矿物样品，却始终没有成功。
虚假警报：多次“发现”最终被证明是错误的，包括来自日本的“nipponium”和来自德国的“masurium”。每一次失败都让谜团更加深厚——元素75究竟藏在哪里？
1922年：X射线突破
Henry Moseley的遗产为这次搜索指明了方向。他的X射线晶体学研究揭示，元素75应该会产生特征性X射线发射，从而提供一种明确的鉴定方法。这一突破为化学家找出隐藏在自然界矿藏中的目标提供了所需工具。
1925年：Noddack夫妇的胜利
Walter和Ida Noddack与Otto Berg在柏林大学完成了这一不可能的任务。他们使用革命性的光谱技术，对660 kg的铂矿和钼矿物进行研究，检测到了元素75的特征X射线信号。
“我们成功证明了元素75的存在……我们提议将其命名为铼，以纪念流经我们德国故乡的莱茵河”——Walter Noddack，1925年
令人难以置信的挑战：他们的第一份样品只含有从超过半吨矿石中提取出的1 milligram铼化合物，浓度仅为0.0002%！相比之下，在纽约市找到某个特定的人都显得容易得多。
1928年：获得纯金属
发现三年后，Noddack夫妇终于通过用氢还原高铼酸铵，分离出1 gram纯铼金属。这份价值超过金的微小样品证明了铼的独特性质，并开启了数十年对其应用的研究。
科学英雄
Walter Noddack (1893-1960)
德国分析化学家，开创了利用X射线光谱发现元素的方法。他严谨的研究方式和革命性的技术，使铼的检测成为可能，而此前其他人都以失败告终。
Ida Tacke-Noddack (1896-1978)
杰出的德国物理学家，也是第一位发现化学元素的女性。她在X射线晶体学方面的专业知识对铼的鉴定至关重要。她还提前50年预测了核裂变，之后这一预测才得到证实！
Otto Berg (1873-1939)
专门研究稀有元素提取的德国化学家。他在化学处理方面的专业知识，使得从极度稀释的矿石中分离出纯铼成为可能。
铼为何如此难以发现
极度稀有
铼在地壳中的含量为0.7 parts per billion，使用常规分析几乎无法检测。大多数矿物样品根本不含铼。
化学分散
铼不会形成自己的矿物，而是以痕量水平随机替代其他元素，因此无法在可发现的矿床中富集。
分析局限
20世纪20年代的分析化学无法检测低于1 milligram的数量。只有X射线光谱才能为铼的检测提供足够的灵敏度。
提取困难
即使检测到铼，提取纯铼仍需要处理数量巨大的矿石，并经过数十个化学分离步骤。
“铼”这个名称
Noddack夫妇选择“铼”这个名称，是为了纪念流经他们德国故乡的莱茵河（拉丁语为Rhenus）。这一爱国主义命名反映了20世纪20年代人们对科学成就的强烈民族自豪感。具有讽刺意味的是，莱茵河中检测不到铼——这种元素甚至稀有到连强大的莱茵河中都没有！
从实验室好奇之物到太空时代的必需品
Noddack夫妇绝不可能想象，他们在实验室中的研究对象最终会为喷气发动机提供动力，并推动太空探索。他们对1 milligram铼化合物进行的严谨鉴定，开启了如今每年价值数十亿美元的产业。今天的每一次商业飞行，都受益于他们在1925年柏林实验室中的突破。
科学遗产
铼的发现推动了分析化学技术的发展，这些技术至今仍用于痕量元素检测。Noddack夫妇的X射线光谱方法逐渐发展成现代仪器，能够检测单个原子。他们追求不可能目标时展现的坚持，仍在激励着研究当今最具挑战性问题的科学家。