O rubidium, med atomnummer 37 og atommasse på 85,5 u, er et meget blødt alkalimetal, hvidt eller sølvfarvet. Som andre alkalimetaller reagerer dette grundstof voldsomt med vand og luft. Dens smeltepunkt er 39 °C, mens dens kogepunkt er 688 °C.
Det blev opdaget i 1861 af de tyske videnskabsmænd Gustav Kirchhoff og Robert Bunsen under analyse af mineralet lepidolit med et spektroskop. Det kan bruges til fremstilling af fotoceller, specialglas og som drivmiddel i rumfartøjers ionmotorer. Rubidium danner et stort antal forbindelser, selvom ingen af dem har væsentlig kommerciel anvendelse endnu.
Læs også: Kulstof - et af de mest udbredte grundstoffer i universet
Resumé
alkalimetal af Atom nummer 37 og atommasse 85,5 u.
Den har en sølvhvid farve.
Det blev opdaget i 1861 af Gustav Kirchhoff og Robert Bunsen.
Reagerer voldsomt med vand og kan spontant brænde ved kontakt med luft.
Det er meget blødt, ligesom andre alkalimetaller.
Det bruges til fremstilling af specielle briller og atomure.
Rubidium egenskaber
Symbol: Rb
atommasse: 85,5 u.
Atom nummer: 37.
elektronegativitet: 0,82.
Massefylde: 1,53 g/cm³.
Fusionspunkt: 39°C.
Kogepunkt: 668°C.
elektronisk konfiguration: [Kr] 5s1.
kemisk serie: alkalimetaller.
Rubidium egenskaber
ligesom hel metallisk element, rubidium har en karakteristisk glans, ud over en hvid eller sølvfarve. Da det hører til gruppen af alkalimetaller i det periodiske system, har rubidium de klassiske karakteristika for denne familie, såsom det faktum, at det ikke er særlig tæt sammenlignet med andre metaller. ekstremt blød - den kan endda skæres med en simpel kniv - og også fordi den reagerer voldsomt med vand og danner en basisk forbindelse (alkalisk), da reaktionen viser følge efter:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (her) + H2(g)
O brint genereret i denne reaktion antændes, når man støder på ilten i luften. Rubidium, herunder, kan antændes af sig selv i kontakt med luft på grund af ilten, der er til stede i det, og derfor kræver dets håndtering omhu, trods alt er et andet klassisk kendetegn ved alkalimetaller, at de er meget reaktive. Reaktionen nedenfor viser reaktionen af rubidium med oxygen, der danner et oxid med en alkalisk karakter.
4 Rb (s) + O2(g) → 2 Rb2O (s)
Sammenlignet med andre alkalimetaller af lavere atomstråle (lithium, natrium og kalium), den Rubidiums reaktioner med vand eller ilt er mere voldsomme, da dens valenselektron har større energi.
Læs også: Niobium - et metal med forskellige industrielle og kommercielle anvendelser
Rubidium historie
rubidium var opdaget i 1861 af de tyske videnskabsmænd Gustav Kirchhoff og Robert Bunsen, i byen Heidelberg, Tyskland. Ved hjælp af deres nyopfundne instrument, spektroskopet, udførte Kirchhoff og Bunsen analyse af prøver, indtil de fandt to nye grundstoffer: cæsium (Cs) i mineralvand og rubidium i mineral lepidolit.
Navnet rubidium kommer fra farven på dets spektrale emissionslinje, som er rød (rubidius, på latin). Bunsen formåede endda at isolere metalliske rubidiumprøver.
Hvor findes Rubidium?
Ingen malm har rubidium som en prioriteret bestanddel. Dens største forekomst er som et biprodukt i lepidolit og polucite, som kan indeholde henholdsvis 3,5 % og 1,5 % rubidiumoxid. Reserver af dette mineral er spredt over hele verdenSom i Australien, Canada, Kina, Namibia og Zimbabwe, har processerne med udvinding og forarbejdning af mineralet stadig uoverkommelige omkostninger.
Rubidium applikationer
O særlige glasmarked er det vigtigste for rubidium, samt fotoceller. Ud over dets lignende cæsium bruges rubidium også til fremstilling af atomure, enheder med ekstrem præcision og ekstrem betydning for kalibrering af GPS, Global Positioning System. Forskellen med cæsiumure er, at rubidium atomure, udover at være billige, kan fremstilles til der er omtrent på størrelse med en tændstikæske og alligevel forbliver nøjagtige i millioner eller endda milliarder af år gammel.
![Cesium Atomic Clock, beliggende i Tyskland, som vil bevare nøjagtigheden i 2 millioner år. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubidium forekommer naturligt som to isotoper., O 85Rb, som er stabil, og den 87Rb, radioaktiv, med tid til halvt liv på 48,8 milliarder år. Dette giver igen urfunktionen til denne isotop, men et geologisk ur. O 87Rb gennemgår radioaktivt henfald til isotopen 87Sr, som er stabil, så du kan sammenligne mængderne af 87Rb og 87Sr med den naturligt forekommende isotop 86Sr for rock dating.
Fordi det let ioniserer, er rubidium blevet overvejet til brug i ionmotorer i rumfartøjer, en ion thruster system, meget mere økonomisk end konventionelle thrustere, og kan lave raketter mere lys. RbAg-forbindelsen4jeg5 har også vist sig at være vigtig, da det i øjeblikket er den ioniske krystal med den højeste ledningsevne omgivende forhold, hvilket sætter den i stand til at blive brugt i tyndfilmsbatterier.
Rubidiumcarbonat bruges til at reducere den elektriske ledningsevne af materialer, hvilket forbedrer stabiliteten og holdbarheden af fiberoptiske telekommunikationsnetværk. Rubidiumchlorid kan bruges til at behandle depression. I andre applikationer kan rubidiumhydroxid også bruges til at lave fyrværkeri for at oxidere andre elementer og dermed producere violette toner.
Læs også: Tellur - kemisk grundstof med kemi svarende til svovl
Hvilke forholdsregler skal tages med rubidium?
Der er ingen kendte problemer forårsaget af menneskers sundhed som følge af eksponering for naturligt rubidium, og dets anvendelse har ringe miljøpåvirkning.
Dog skal håndteringen af rubidium i metallisk form som tidligere nævnt ske forsigtigt, da det kan antændes spontant, når det kommer i kontakt med luft. Din reaktion med vand er også meget eksplosiv, derfor skal der bruges kontrollerede mængder rubidium i forsøgene.
løste øvelser
Spørgsmål 1 — (UFU/2008)
For at bestemme alderen på Jorden og klipperne bruger videnskabsmænd radioisotoper med meget lange halveringstider, såsom Uranium-238 og Rubidium-87. I det radioaktive henfald af Rubidium-87 er der udledning af en negativ beta-partikel.
I dette tilfælde har det dannede element
(A) 49 protoner og 38 neutroner.
(B) 37 protoner og 50 neutroner.
(C) 39 protoner og 48 neutroner.
(D) 38 protoner og 49 neutroner.
Løsning
Spørgsmålet fastslår, at der ved henfaldet af rubidium-87 sker emission af en negativ beta-partikel, som er en elektron, der udstødes fra kernen fra opløsningen af en neutron og derfor er det repræsenteret som -1β0, altså med ladning -1 og ubetydelig masse, ligesom elektronen. Den radioaktive henfaldsreaktion er som følger:
37Rb87 → -1β0 + DetxB
Væren Det det dannede grundstofs atomnummer og B massenummeret for det dannede grundstof.
Så vi kan sige, at:
37 = -1 + a; derfor a = 38;
87 = 0 + b; derfor er b = 87.
Vi dikterer et grundstof med atomnummer 38 og massenummer 87. Da antallet af neutroner kan bestemmes med formlen A = Z + n, udføres beregningen:
87 = 38 + n; derfor n = 49
Derfor er element dannet har 38 protoner og 49 elektroner.
Spørgsmål 2 — (IFGO/2012)
Rubidium er et alkalimetal, som har en skinnende sølvhvid farve, der hurtigt falmer i kontakt med luft. Silicium er det næststørste grundstof i jordskorpen. Rubidium kan bruges i fotoelektriske celler og silicium til fremstilling af mikroelektroniske enheder.
Ved at sammenligne disse to elementer er det korrekt at sige, at:
(A) silicium har en større atomradius.
(B) silicium har større elektronaffinitet.
(C) rubidium har højere ioniseringsenergi.
(D) silicium er mindre elektronegativt.
(E) rubidium er mindre tilbøjelige til at miste elektroner.
Løsning
O silicium er et ikke-metal af familie 14, der er i den tredje periode af det periodiske system. Rubidium er et alkalimetal fra den femte periode i det periodiske system.
Derfor har rubidium en større atomradius end silicium, da jo længere perioden er, jo større antal elektroniske lag og dermed større atomradius, hvilket gør alternativ A ugyldig.
DET ioniseringsenergi er den energi, der kræves for at fjerne en valenselektron fra et isoleret atom i gasform, det vil sige, at det har at gøre med, hvor let det er at fjerne valenselektroner fra et givet grundstof. Rubidium, som et alkalimetal, på 5s underniveau1, har en større tendens til at miste elektroner; derfor en lavere ioniseringsenergi, en klassisk egenskab ved metaller, inklusive. Derfor kan alternativ C og E ikke være korrekte.
Silicium er ikke mindre elektronegativt end rubidium, da silicium er en slags mindre atomradius, og elementer med mindre atomradius har større elektronegativitet, så bogstavet D kan ikke være det korrekt.
Skabelonen er således bogstavet B, da silicium faktisk har større elektronisk affinitet, som er den energi, der frigives eller absorberes af et atom, når det modtager en elektron i sin valenslag. Når processen er gunstig, frigives energi, og elektronaffiniteten er højere, ellers absorberes energi, og elektronaffiniteten er lavere. Da rubidium har en større tendens til at miste elektroner, kan det ikke have en større elektronaffinitet end silicium.
Billedkreditter
[1] geogif / Shutterstock.com
Af Stéfano Araújo Novais
Kemi lærer
