Ο ρουβίνιο, με ατομικό αριθμό 37 και ατομική μάζα 85,5 u, είναι ένα πολύ μαλακό αλκαλικό μέταλλο, σε λευκό ή ασημί χρώμα. Όπως και άλλα αλκαλικά μέταλλα, αυτό το στοιχείο αντιδρά βίαια με το νερό και τον αέρα. Το σημείο τήξεώς του είναι 39 °C, ενώ το σημείο βρασμού του είναι 688 °C.
Ανακαλύφθηκε το 1861 από τους Γερμανούς επιστήμονες Gustav Kirchhoff και Robert Bunsen κατά την ανάλυση του ορυκτού λεπιδολίτη με φασματοσκόπιο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή φωτοκυττάρων, ειδικών γυαλιών και ως προωθητικό σε κινητήρες ιόντων διαστημικών σκαφών. Το ρουβίδιο σχηματίζει μεγάλο αριθμό ενώσεων, αν και καμία από αυτές δεν έχει ακόμη σημαντική εμπορική εφαρμογή.
Διαβάστε επίσης: Άνθρακας — ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία στο σύμπαν
Περίληψη
αλκαλιμέταλλο από ατομικός αριθμός 37 και ατομική μάζα 85,5 u.
Έχει ασημί-λευκό χρώμα.
Ανακαλύφθηκε το 1861 από τους Gustav Kirchhoff και Robert Bunsen.
Αντιδρά βίαια με το νερό και μπορεί να καεί αυθόρμητα σε επαφή με τον αέρα.
Είναι πολύ μαλακό, όπως και άλλα αλκαλικά μέταλλα.
Χρησιμοποιείται στην κατασκευή ειδικών γυαλιών και ατομικών ρολογιών.
Ιδιότητες ρουβιδίου
Σύμβολο: Rb
ατομική μάζα: 85,5 u.
ατομικός αριθμός: 37.
ηλεκτραρνητικότητα: 0,82.
Πυκνότητα: 1,53 g/cm³.
Σημείο σύντηξης: 39°C.
Σημείο βρασμού: 668°C.
ηλεκτρονική διαμόρφωση: [Kr] 5s1.
χημική σειρά: αλκαλιμέταλλα.
Χαρακτηριστικά ρουβιδίου
σαν ολόκληρο μεταλλικό στοιχείο, το ρουβίδιο έχει α χαρακτηριστική λάμψη, εκτός από λευκό ή ασημί χρώμα. Καθώς ανήκει στην ομάδα των αλκαλιμετάλλων του περιοδικού πίνακα, το ρουβίδιο έχει τα κλασικά χαρακτηριστικά αυτής της οικογένειας, όπως το γεγονός ότι δεν είναι πολύ πυκνό σε σύγκριση με άλλα μέταλλα. εξαιρετικά μαλακό — μπορεί ακόμη και να κοπεί με ένα απλό μαχαίρι — και επίσης επειδή αντιδρά βίαια με το νερό, σχηματίζοντας μια βασική ένωση (αλκαλική), όπως δείχνει η αντίδραση ακολουθηστε:
2 Rb (μικρό) + Η2Ο (1) → 2 RbOH (εδώ) + Η2(σολ)
Ο υδρογόνο που δημιουργείται σε αυτή την αντίδραση αναφλέγεται όταν συναντά το οξυγόνο που υπάρχει στον αέρα. Το ρουβίδιο, συμπεριλαμβανομένων των μπορεί να αναφλεγεί μόνο του σε επαφή με τον αέρα λόγω του οξυγόνου που υπάρχει σε αυτό και, επομένως, ο χειρισμός του απαιτεί προσοχή, άλλωστε, ένα άλλο κλασικό χαρακτηριστικό των αλκαλιμετάλλων είναι ότι είναι πολύ αντιδραστικά. Η παρακάτω αντίδραση δείχνει την αντίδραση του ρουβιδίου με το οξυγόνο, σχηματίζοντας ένα οξείδιο με αλκαλικό χαρακτήρα.
4 Rb (μικρό) + Ο2(σολ) → 2 Rb2Ο (μικρό)
Σε σύγκριση με άλλα αλκαλικά μέταλλα κατώτερου ατομική ακτίνα (λίθιο, νάτριο και κάλιο), το Οι αντιδράσεις του ρουβιδίου με νερό ή οξυγόνο είναι πιο βίαιες, αφού το ηλεκτρόνιο σθένους του έχει μεγαλύτερη ενέργεια.
Διαβάστε επίσης: Νιόβιο — ένα μέταλλο με διάφορες βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές
Ιστορία του ρουβιδίου
το ρουβίδιο ήταν ανακαλύφθηκε το 1861 από τους Γερμανούς επιστήμονες Gustav Kirchhoff και Robert Bunsen, στην πόλη της Χαϊδελβέργης της Γερμανίας. Χρησιμοποιώντας το πρόσφατα εφευρεθέν όργανό τους, το φασματοσκόπιο, οι Kirchhoff και Bunsen πραγματοποίησαν ανάλυση του δείγματα έως ότου βρήκαν δύο νέα στοιχεία: το καίσιο (Cs), στο μεταλλικό νερό, και το ρουβίδιο, στο ορυκτό λεπιδολίτης.
Το όνομα ρουβίδιο προέρχεται από το χρώμα της φασματικής γραμμής εκπομπής του, που είναι κόκκινο (ρουβίδιος, στα λατινικά). Ο Bunsen κατάφερε ακόμη και να απομονώσει δείγματα μεταλλικού ρουβιδίου.
Πού βρίσκεται το Rubidium;
Κανένα μετάλλευμα δεν έχει το ρουβίδιο ως συστατικό προτεραιότητας. Η μεγαλύτερη εμφάνισή του είναι ως υποπροϊόν στον λεπιδολίτη και στον πολυσίτη, που μπορεί να περιέχουν 3,5% και 1,5% οξείδιο του ρουβιδίου, αντίστοιχα. Τα αποθέματα αυτού του ορυκτού είναι εξαπλωμένα σε όλο τον κόσμο, όπως στην Αυστραλία, τον Καναδά, την Κίνα, τη Ναμίμπια και τη Ζιμπάμπουε, ωστόσο οι διαδικασίες εξόρυξης και επεξεργασίας του ορυκτού εξακολουθούν να έχουν απαγορευτικό κόστος.
Εφαρμογές Ρουβιδίου
Ο Η αγορά ειδικού γυαλιού είναι η κύρια αγορά για το ρουβίδιο, καθώς και φωτοκύτταρα. Εκτός από το παρόμοιο καίσιό του, το ρουβίδιο χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή του ατομικά ρολόγια, συσκευές εξαιρετικής ακρίβειας και εξαιρετικής σημασίας για τη βαθμονόμηση του GPS, του Global Positioning System. Η διαφορά με τα ρολόγια καισίου είναι ότι τα ατομικά ρολόγια ρουβιδίου, εκτός του ότι είναι χαμηλού κόστους, μπορούν να κατασκευαστούν για που έχουν περίπου το μέγεθος ενός σπιρτόκουτου και ωστόσο παραμένουν ακριβείς κατά εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια χρονών.
![Ατομικό ρολόι καισίου, που βρίσκεται στη Γερμανία, το οποίο θα διατηρήσει την ακρίβεια για 2 εκατομμύρια χρόνια. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
Ο Το ρουβίδιο εμφανίζεται φυσικά ως δύο ισότοπα., Ο 85Το Rb, το οποίο είναι σταθερό, και το 87Rb, ραδιενεργό, με το χρόνο να ημιζωή 48,8 δισεκατομμυρίων ετών. Αυτό δίνει πάλι τη λειτουργία του ρολογιού σε αυτό το ισότοπο, αλλά ένα γεωλογικό ρολόι. Ο 87Το Rb υφίσταται ραδιενεργή διάσπαση στο ισότοπο 87Sr, το οποίο είναι σταθερό, ώστε να μπορείτε να συγκρίνετε τις ποσότητες του 87Rb και 87Sr με το φυσικά απαντώμενο ισότοπο 86Sr για ροκ ραντεβού.
Επειδή ιονίζεται εύκολα, το ρουβίδιο έχει θεωρηθεί για χρήση σε μηχανές ιόντων σε διαστημόπλοια, α σύστημα προωθητήρα ιόντων, πολύ πιο οικονομικό από τους συμβατικούς προωθητές, και μπορεί να κάνει περισσότερους πυραύλους φως. Η ένωση RbAg4Εγώ5 έχει επίσης αποδειχθεί σημαντικός, καθώς είναι επί του παρόντος ο ιονικός κρύσταλλος με την υψηλότερη αγωγιμότητα συνθήκες περιβάλλοντος, γεγονός που το τοποθετεί σε θέση χρήσης σε μπαταρίες λεπτής μεμβράνης.
Το ανθρακικό ρουβίδιο χρησιμοποιείται για τη μείωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας των υλικών, γεγονός που βελτιώνει τη σταθερότητα και την ανθεκτικότητα των δικτύων τηλεπικοινωνιών οπτικών ινών. Το χλωριούχο ρουβίδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία της κατάθλιψης. Σε άλλες εφαρμογές, το υδροξείδιο του ρουβιδίου μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πυροτεχνημάτων για την οξείδωση άλλων στοιχείων και έτσι την παραγωγή βιολετί αποχρώσεων.
Διαβάστε επίσης: Τελλούριο - χημικό στοιχείο με χημεία παρόμοια με το θείο
Ποιες προφυλάξεις πρέπει να λαμβάνονται με το ρουβίδιο;
Δεν υπάρχουν γνωστά προβλήματα που προκαλούνται στην ανθρώπινη υγεία ως αποτέλεσμα της έκθεσης στο φυσικό ρουβίδιο και η χρήση του έχει μικρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Ωστόσο, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο χειρισμός του ρουβιδίου σε μεταλλική μορφή πρέπει να γίνεται με προσοχή, καθώς μπορεί να αναφλεγεί αυθόρμητα όταν έρθει σε επαφή με τον αέρα. Τα δικα σου Η αντίδραση με το νερό είναι επίσης πολύ εκρηκτική, Συνεπώς, στα πειράματα πρέπει να χρησιμοποιούνται ελεγχόμενες ποσότητες ρουβιδίου.
λυμένες ασκήσεις
Ερώτηση 1 — (UFU/2008)
Για να προσδιορίσουν την ηλικία της Γης και των πετρωμάτων, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ραδιοϊσότοπα με πολύ μεγάλους χρόνους ημιζωής, όπως το Ουράνιο-238 και το Ρουβίδιο-87. Στη ραδιενεργή διάσπαση του Rubidium-87 υπάρχει εκπομπή ενός αρνητικού σωματιδίου βήτα.
Σε αυτή την περίπτωση, το σχηματιζόμενο στοιχείο έχει
(Α) 49 πρωτόνια και 38 νετρόνια.
(Β) 37 πρωτόνια και 50 νετρόνια.
(Γ) 39 πρωτόνια και 48 νετρόνια.
(Δ) 38 πρωτόνια και 49 νετρόνια.
Ανάλυση
Η ερώτηση αναφέρει ότι, στη διάσπαση του ρουβιδίου-87, υπάρχει η εκπομπή ενός αρνητικού σωματιδίου βήτα, το οποίο είναι ένα ηλεκτρόνιο που εκτοξεύεται από τον πυρήνα από τη διάσπαση ενός νετρόνιο και επομένως αναπαρίσταται ως -1β0, δηλαδή με φορτίο -1 και αμελητέα μάζα, όπως και το ηλεκτρόνιο. Η αντίδραση ραδιενεργής διάσπασης είναι η εξής:
37Rb87 → -1β0 + οΧσι
Να εισαι ο ο ατομικός αριθμός του σχηματιζόμενου στοιχείου και σι ο μαζικός αριθμός του σχηματιζόμενου στοιχείου.
Μπορούμε λοιπόν να πούμε ότι:
37 = -1 + a; ως εκ τούτου, a = 38;
87 = 0 + b; επομένως, b = 87.
Υπαγορεύουμε ένα στοιχείο με ατομικό αριθμό 38 και αριθμό μάζας 87. Καθώς ο αριθμός των νετρονίων μπορεί να καθοριστεί με τον τύπο A = Z + n, ο υπολογισμός γίνεται:
87 = 38 + n; επομένως n = 49
Επομένως, ο στοιχείο που σχηματίζεται έχει 38 πρωτόνια και 49 ηλεκτρόνια.
Ερώτηση 2 — (IFGO/2012)
Το ρουβίδιο είναι ένα αλκαλικό μέταλλο, το οποίο έχει ένα γυαλιστερό ασημί λευκό χρώμα που ξεθωριάζει γρήγορα σε επαφή με τον αέρα. Το πυρίτιο είναι το δεύτερο πιο άφθονο στοιχείο στον φλοιό της Γης. Το ρουβίδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φωτοηλεκτρικά κύτταρα και το πυρίτιο στην κατασκευή μικροηλεκτρονικών συσκευών.
Συγκρίνοντας αυτά τα δύο στοιχεία, είναι σωστό να δηλωθεί ότι:
(Α) Το πυρίτιο έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα.
(Β) το πυρίτιο έχει μεγαλύτερη συγγένεια ηλεκτρονίων.
(Γ) το ρουβίδιο έχει υψηλότερη ενέργεια ιονισμού.
(Δ) το πυρίτιο είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό.
(Ε) το ρουβίδιο είναι λιγότερο πιθανό να χάσει ηλεκτρόνια.
Ανάλυση
Ο πυρίτιο είναι ένα αμέταλλο της οικογένειας 14, που βρίσκεται στην τρίτη περίοδο του περιοδικού πίνακα. Το ρουβίδιο είναι ένα αλκαλικό μέταλλο από την πέμπτη περίοδο του περιοδικού πίνακα.
Επομένως, το ρουβίδιο έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα από το πυρίτιο, αφού όσο μεγαλύτερη είναι η περίοδος, τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των ηλεκτρονικών στρωμάτων και, επομένως, τόσο μεγαλύτερη η ατομική ακτίνα, η οποία ακυρώνει την εναλλακτική Α.
Ο ενέργεια ιονισμού είναι η ενέργεια που απαιτείται για την αφαίρεση ενός ηλεκτρονίου σθένους από ένα απομονωμένο άτομο σε αέρια κατάσταση, δηλαδή έχει να κάνει με την ευκολία αφαίρεσης ηλεκτρονίων σθένους από ένα δεδομένο στοιχείο. Το ρουβίδιο, ως αλκαλιμέταλλο, υποεπιπέδου 5s1, έχει μεγαλύτερη τάση να χάνει ηλεκτρόνια. επομένως, μια χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού, μια κλασική ιδιότητα των μετάλλων, συμπεριλαμβανομένων. Επομένως, οι εναλλακτικές C και E δεν μπορούν να είναι σωστές.
Το πυρίτιο δεν είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό από το ρουβίδιο, καθώς το πυρίτιο είναι ένα είδος μικρότερης ατομικής ακτίνας και στοιχεία μικρότερης ατομικής ακτίνας έχουν μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα, επομένως το γράμμα D δεν μπορεί να είναι σωστός.
Έτσι, το πρότυπο είναι το γράμμα Β, αφού στην πραγματικότητα το πυρίτιο έχει μεγαλύτερη ηλεκτρονική συγγένεια, η οποία είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται ή απορροφάται από ένα άτομο όταν δέχεται ένα ηλεκτρόνιο στο στρώμα σθένους. Όταν η διαδικασία είναι ευνοϊκή, απελευθερώνεται ενέργεια και η συγγένεια ηλεκτρονίων είναι υψηλότερη, διαφορετικά η ενέργεια απορροφάται και η συγγένεια ηλεκτρονίων είναι χαμηλότερη. Δεδομένου ότι το ρουβίδιο έχει μεγαλύτερη τάση να χάνει ηλεκτρόνια, δεν μπορεί να έχει μεγαλύτερη συγγένεια ηλεκτρονίων από το πυρίτιο.
Πιστώσεις εικόνας
[1] geogif / Shutterstock.com
Του Στέφανο Αραούχο Νοβάις
Καθηγητής Χημείας
