Почему рению так трудно расплавиться
В твёрдом металле атомы не лежат неподвижно: они колеблются около устойчивых положений в кристаллической решётке. При нагревании колебания усиливаются. Плавление начинается, когда теплового движения становится достаточно, чтобы разрушить упорядоченную структуру и позволить атомам свободно перемещаться.
У рения атомы удерживаются в металлической связи особенно прочно. В её образовании участвуют электроны внешних оболочек, в том числе электроны d-подуровня, характерного для переходных металлов. Чтобы нарушить упорядоченное расположение атомов, требуется очень много энергии — поэтому рений сохраняет твёрдость при температурах, при которых многие металлы уже расплавились.
Высокая температура плавления — не то же самое, что высокая плотность
Плотность показывает, сколько массы заключено в заданном объёме, а температура плавления связана с тем, насколько трудно разрушить кристаллическую решётку. Эти свойства зависят от разных особенностей атомов и их связей, поэтому тяжёлый металл не обязательно должен быть тугоплавким.
Высокая жаростойкость делает рений полезным не только как самостоятельный металл. Его добавляют в некоторые никелевые жаропрочные сплавы: такие материалы должны долго выдерживать нагрев и нагрузку, не деформируясь слишком быстро. Но расплавить рений трудно — и это усложняет работу с ним: при изготовлении изделий приходится использовать процессы, рассчитанные на очень высокие температуры. Его ценность определяется не одной лишь «тяжестью», а тем, насколько крепко атомы удерживают друг друга в твёрдом состоянии.
