O rubidio, con número atómico 37 y masa atómica de 85,5 u, es un metal alcalino muy blando, de color blanco o plateado. Como otros metales alcalinos, este elemento reacciona violentamente con el agua y el aire. Su punto de fusión es de 39 ° C, mientras que su punto de ebullición es de 688 ° C.
Fue descubierto en 1861. por los científicos alemanes Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen durante el análisis del mineral lepidolita con un espectroscopio. Puede ser utilizado en la fabricación de fotocélulas, vidrios especiales y como propulsor en motores de iones de naves espaciales. El rubidio forma una gran cantidad de compuestos, aunque ninguno de ellos tiene todavía una aplicación comercial significativa.
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Resumen
metal alcalino de número atómico 37 y masa atomica 85,5 u.
Tiene un color blanco plateado.
Fue descubierto en 1861 por Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen.
Reacciona violentamente con el agua y puede arder espontáneamente al contacto con el aire.
Es muy suave, al igual que otros metales alcalinos.
Se utiliza en la fabricación de cristales especiales y relojes atómicos.
Propiedades del rubidio
Símbolo: Rb
masa atomica: 85,5 u.
número atómico: 37.
electronegatividad: 0,82.
Densidad: 1,53 g / cm³.
Punto de fusión: 39ºC.
Punto de ebullición: 668ºC.
Configuración electrónica: [Kr] 5 s1.
serie química: Metales alcalinos.
Características del rubidio
como todo elemento metálico, el rubidio tiene un brillo característico, además de un color blanco o plateado. Al pertenecer al grupo de los metales alcalinos de la tabla periódica, el rubidio tiene las características clásicas de esta familia, como es el hecho de que no es muy denso en comparación con otros metales. extremadamente suave, incluso se puede cortar con un simple cuchillo, y también porque reacciona violentamente con el agua, formando un compuesto básico (alcalino), ya que la reacción muestra la seguir:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (aquí) + H2(gramo)
O hidrógeno generado en esta reacción se enciende al encontrar el oxígeno presente en el aire. El rubidio, incluido, Puede encenderse por sí solo en contacto con el aire. por el oxígeno presente en él y, por tanto, su manipulación requiere cuidado, al fin y al cabo, otra característica clásica de los metales alcalinos es que son muy reactivos. La siguiente reacción muestra la reacción del rubidio con oxígeno, formando un óxido de carácter alcalino.
4 Rb (s) + O2(gramo) → 2 Rb2O (s)
Comparado con otros metales alcalinos de menor rayo atómico (litio, sodio y potasio), el Las reacciones del rubidio con agua u oxígeno son más violentas., ya que su electrón de valencia tiene mayor energía.
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Historia del rubidio
el rubidio era descubierto en 1861 por los científicos alemanes Gustav Kirchhoff y Robert Bunsen, en la ciudad de Heidelberg, Alemania. Usando su instrumento recién inventado, el espectroscopio, Kirchhoff y Bunsen realizaron análisis de muestras hasta que encontraron dos nuevos elementos: cesio (Cs), en agua mineral, y rubidio, en minerales lepidolita.
El nombre rubidio proviene del color de su línea de emisión espectral, que es roja (rubidio, en latín). Bunsen incluso logró aislar muestras de rubidio metálico.
¿Dónde se encuentra el rubidio?
Ningún mineral tiene rubidio como componente prioritario. Su mayor incidencia es como subproducto de la lepidolita y la polucita, que pueden contener 3,5% y 1,5% de óxido de rubidio, respectivamente. Las reservas de este mineral se encuentran repartidas por todo el mundo., como en Australia, Canadá, China, Namibia y Zimbabwe, sin embargo los procesos de extracción y procesamiento del mineral aún tienen costos prohibitivos.
Aplicaciones de rubidio
O El mercado de vidrio especial es el principal para el rubidio., así como fotocélulas. Además de su cesio similar, el rubidio también se utiliza en la fabricación de relojes atómicos, dispositivos de extrema precisión y de extrema importancia para la calibración de GPS, el Sistema de Posicionamiento Global. La diferencia con los relojes de cesio es que los relojes atómicos de rubidio, además de ser de bajo costo, pueden fabricarse para que son del tamaño de una caja de cerillas y, sin embargo, siguen siendo precisas en millones o incluso miles de millones de años.
![Reloj atómico de cesio, ubicado en Alemania, que mantendrá la precisión durante 2 millones de años. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O El rubidio se presenta naturalmente como dos isótopos., O 85Rb, que es estable, y el 87Rb, radiactivo, con tiempo para media vida de 48,8 mil millones de años. Esto nuevamente le da la función de reloj a este isótopo, pero un reloj geológico. O 87Rb sufre desintegración radiactiva al isótopo 87Sr, que es estable, por lo que puede comparar las cantidades de 87Rb y 87Sr con el isótopo natural 86Sr para citas de rock.
Debido a que se ioniza fácilmente, el rubidio se ha considerado para su uso en motores de iones en naves espaciales, un sistema de propulsión de iones, mucho más económico que los propulsores convencionales, y puede hacer cohetes más luz. El compuesto RbAg4I5 También se ha demostrado que es importante, ya que actualmente es el cristal iónico con mayor conductividad. condiciones ambientales, lo que lo coloca en la posición de ser utilizado en baterías de película delgada.
El carbonato de rubidio se utiliza para reducir la conductividad eléctrica de los materiales, lo que mejora la estabilidad y durabilidad de las redes de telecomunicaciones de fibra óptica. El cloruro de rubidio se puede usar para tratar la depresión. En otras aplicaciones, el hidróxido de rubidio también se puede utilizar en la fabricación de fuegos artificiales para oxidar otros elementos y así producir tonos violetas.
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¿Qué precauciones se deben tomar con el rubidio?
No se conocen problemas causados a la salud humana como resultado de la exposición al rubidio natural, y su uso tiene poco impacto ambiental.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, la manipulación del rubidio en forma metálica debe realizarse con precaución, ya que puede inflamarse espontáneamente al entrar en contacto con el aire. Tu la reacción con el agua también es muy explosiva, por lo tanto, deben usarse cantidades controladas de rubidio en los experimentos.
ejercicios resueltos
Pregunta 1 - (UFU / 2008)
Para determinar la edad de la Tierra y las rocas, los científicos utilizan radioisótopos con vidas medias muy largas, como el uranio-238 y el rubidio-87. En la desintegración radiactiva del rubidio-87 hay emisión de una partícula beta negativa.
En este caso, el elemento formado tiene
(A) 49 protones y 38 neutrones.
(B) 37 protones y 50 neutrones.
(C) 39 protones y 48 neutrones.
(D) 38 protones y 49 neutrones.
Resolución
La pregunta afirma que, en la desintegración del rubidio-87, se produce la emisión de una partícula beta negativa, que es un electrón expulsado del núcleo por la desintegración de un neutrón y por lo tanto se representa como -1β0, es decir, con carga -1 y masa insignificante, al igual que el electrón. La reacción de desintegración radiactiva es la siguiente:
37Rb87 → -1β0 + losXB
Ser los el número atómico del elemento formado y B el número de masa del elemento formado.
Entonces, podemos decir que:
37 = -1 + a; por tanto, a = 38;
87 = 0 + b; por tanto, b = 87.
Estamos dictando un elemento de número atómico 38 y número de masa 87. Como el número de neutrones se puede establecer mediante la fórmula A = Z + n, el cálculo se realiza:
87 = 38 + n; por lo tanto n = 49
por lo tanto, el elemento formado tiene 38 protones y 49 electrones.
Pregunta 2 - (IFGO / 2012)
El rubidio es un metal alcalino, que tiene un color blanco plateado brillante que se desvanece rápidamente en contacto con el aire. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre. El rubidio se puede utilizar en células fotoeléctricas y el silicio en la fabricación de dispositivos microelectrónicos.
Comparando estos dos elementos, es correcto afirmar que:
(A) el silicio tiene un radio atómico más grande.
(B) el silicio tiene mayor afinidad electrónica.
(C) el rubidio tiene mayor energía de ionización.
(D) el silicio es menos electronegativo.
(E) es menos probable que el rubidio pierda electrones.
Resolución
O silicio es un no metal de la familia 14, que se encuentra en el tercer período de la tabla periódica. El rubidio es un metal alcalino del quinto período de la tabla periódica.
Por lo tanto, el rubidio tiene un radio atómico mayor que el silicio, ya que cuanto más largo es el período, cuanto mayor es el número de capas electrónicas y, por tanto, mayor es el radio atómico, lo que invalida la alternativa A.
LOS energía de ionización es la energía necesaria para eliminar un electrón de valencia de un átomo aislado en estado gaseoso, es decir, tiene que ver con la facilidad de eliminar electrones de valencia de un elemento dado. Rubidio, como metal alcalino, de subnivel 5s1, tiene una mayor tendencia a perder electrones; por tanto, una menor energía de ionización, una propiedad clásica de los metales, inclusive. Por tanto, las alternativas C y E no pueden ser correctas.
El silicio no es menos electronegativo que el rubidio, ya que el silicio es una especie de radio atómico más pequeño, y Los elementos de radio atómico más pequeño tienen mayor electronegatividad, por lo que la letra D no puede ser correcto.
Así, la plantilla es la letra B, ya que en realidad el silicio tiene mayor afinidad electrónica, que es la energía liberada o absorbida por un átomo cuando recibe un electrón en su capa de valencia. Cuando el proceso es favorable, se libera energía y la afinidad electrónica es mayor; de lo contrario, se absorbe energía y la afinidad electrónica es menor. Dado que el rubidio tiene una mayor tendencia a perder electrones, no puede tener una mayor afinidad electrónica que el silicio.
Créditos de imagen
[1] geogif / Shutterstock.com
Por Stéfano Araújo Novais
Profesor de química