O rubiidium, aatomnumbriga 37 ja aatommassiga 85,5 u, on väga pehme leelismetall, valge või hõbedane. Nagu teised leelismetallid, reageerib see element ägedalt vee ja õhuga. Selle sulamistemperatuur on 39 °C, keemistemperatuur aga 688 °C.
See avastati 1861. aastal Saksa teadlased Gustav Kirchhoff ja Robert Bunsen mineraali lepidoliidi analüüsimisel spektroskoobiga. Seda saab kasutada fotoelementide, eriklaaside valmistamisel ja raketikütusena kosmoselaevade ioonmootorites. Rubiidium moodustab suure hulga ühendeid, kuigi ühelgi neist pole veel märkimisväärset kaubanduslikku rakendust.
Loe ka: Süsinik – üks universumi kõige rikkalikumaid elemente
Kokkuvõte
leelismetallist aatomnumber 37 ja aatommass 85,5 u.
Sellel on hõbedane valge värv.
Selle avastasid 1861. aastal Gustav Kirchhoff ja Robert Bunsen.
Reageerib ägedalt veega ja võib kokkupuutel õhuga spontaanselt põleda.
See on väga pehme, nagu teised leelismetallid.
Seda kasutatakse spetsiaalsete klaaside ja aatomkellade valmistamisel.
Rubiidiumi omadused
Sümbol: Rb
aatommass: 85,5 u.
aatomnumber: 37.
elektronegatiivsus: 0,82.
Tihedus: 1,53 g/cm³.
Ühinemispunkt: 39 °C.
Keemispunktst°: 668 °C.
elektrooniline konfiguratsioon: [Kr] 5s1.
keemiline seeria: leelismetallid.
Rubiidiumi omadused
nagu terve metallist element, rubiidiumil on a iseloomulik sära, lisaks valge või hõbedane värv. Kuna rubiidiumil on perioodilisuse tabeli leelismetallide rühma kuuluv, on sellel selle perekonna klassikalised omadused, näiteks asjaolu, et ta ei ole teiste metallidega võrreldes väga tihe. äärmiselt pehme – seda saab lõigata isegi lihtsa noaga – ja ka seetõttu, et see reageerib ägedalt veega, moodustades aluselise ühendi (leelise), nagu reaktsioon näitab järgi:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (siin) + H2(g)
O vesinik selles reaktsioonis tekkiv materjal süttib õhus oleva hapnikuga kokku puutudes. Rubiidium, sealhulgas võib õhuga kokkupuutel iseenesest süttida kuna selles sisalduv hapnik ja seetõttu nõuab selle käitlemine hoolt, on leelismetallide teine klassikaline omadus, et nad on väga reaktsioonivõimelised. Allolev reaktsioon näitab rubiidiumi reaktsiooni hapnikuga, moodustades aluselise iseloomuga oksiidi.
4 Rb (s) + O2(g) → 2 Rb2O (s)
Võrreldes teiste madalamate leelismetallidega aatomi kiir (liitium, naatrium ja kaalium), Rubiidiumi reaktsioonid vee või hapnikuga on ägedamad, kuna selle valentselektronil on suurem energia.
Loe ka: Nioobium – metall, millel on mitmesuguseid tööstuslikke ja kaubanduslikke rakendusi
Rubiidiumi ajalugu
rubiidium oli avastasid 1861. aastal Saksa teadlased Gustav Kirchhoff ja Robert Bunsen, Heidelbergi linnas Saksamaal. Kasutades oma äsja leiutatud instrumenti, spektroskoopi, viisid Kirchhoff ja Bunsen läbi analüüsi proove, kuni nad leidsid kaks uut elementi: tseesiumi (Cs) mineraalvees ja rubiidiumi mineraalvees lepidoliit.
Rubiidiumi nimi tuleneb selle spektraalse emissioonijoone värvist, mis on punane (rubidius, ladina keeles). Bunsenil õnnestus isegi metallilise rubiidiumi proovid eraldada.
Kust rubiidiumi leidub?
Üheski maagis pole rubiidiumi prioriteetse koostisainena. Kõige sagedamini esineb seda kõrvalsaadusena lepidoliidis ja polutsiidis, mis võivad sisaldada vastavalt 3,5% ja 1,5% rubiidiumoksiidi. Selle mineraali varud on levinud üle kogu maailma, nagu Austraalias, Kanadas, Hiinas, Namiibias ja Zimbabwes, kuid maavara kaevandamise ja töötlemise protsessid on endiselt kallid.
Rubiidiumi rakendused
O spetsiaalne klaasiturg on rubiidiumi peamine turg, samuti fotoelemendid. Lisaks sarnasele tseesiumile kasutatakse ka rubiidiumi valmistamisel aatomkellad, ülitäpsed ja ülimalt olulised seadmed GPS-i, globaalse positsioneerimissüsteemi, kalibreerimiseks. Erinevus tseesiumkelladega seisneb selles, et rubiidiumi aatomkellasid saab lisaks odavusele valmistada mis on umbes tikutoosi suurused ja püsivad siiski miljonite või isegi miljardite täpsusega aastat vana.
![Saksamaal asuv tseesiumi aatomikell, mis säilitab täpsuse 2 miljonit aastat. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubiidium esineb looduslikult kahe isotoobina., O 85Rb, mis on stabiilne, ja 87Rb, radioaktiivne, ajaga kuni pool elu 48,8 miljardit aastat. See annab sellele isotoobile jällegi kella funktsiooni, kuid geoloogilise kella. O 87Rb läbib radioaktiivse lagunemise isotoobiks 87Sr, mis on stabiilne, nii et saate koguseid võrrelda 87Rb ja 87Sr koos looduslikult esineva isotoobiga 86Sr rokiga tutvumiseks.
Kuna rubiidium ioniseerub kergesti, on seda peetud kasutamiseks kosmoseaparaatide ioonmootorites, a ioontõukuri süsteem, palju ökonoomsem kui tavalised tõukurid ja suudab rakette rohkem muuta valgus. RbAg ühend4I5 on samuti osutunud oluliseks, kuna see on praegu kõrgeima juhtivusega ioonkristall ümbritseva keskkonna tingimustes, mis võimaldab seda kasutada õhukese kilega akudes.
Rubiidiumkarbonaati kasutatakse materjalide elektrijuhtivuse vähendamiseks, mis parandab fiiberoptiliste telekommunikatsioonivõrkude stabiilsust ja vastupidavust. Rubiidiumkloriidi saab kasutada depressiooni raviks. Teistes rakendustes saab rubiidiumhüdroksiidi kasutada ka ilutulestiku valmistamisel, et oksüdeerida teisi elemente ja tekitada seeläbi violetseid toone.
Loe ka: Telluur – keemiline element, mille keemia on sarnane väävliga
Milliseid ettevaatusabinõusid tuleks rubiidiumi kasutamisel võtta?
Loodusliku rubiidiumiga kokkupuutest inimeste tervisele põhjustatud probleeme teadaolevalt ei ole ja selle kasutamine avaldab vähest keskkonnamõju.
Kuid nagu eelnevalt mainitud, tuleb metallilisel kujul oleva rubiidiumi käitlemisel olla ettevaatlik, kuna see võib õhuga kokkupuutel spontaanselt süttida. Sinu reaktsioon veega on samuti väga plahvatusohtlik, seetõttu tuleb katsetes kasutada kontrollitud koguses rubiidiumi.
lahendatud harjutusi
1. küsimus – (UFU/2008)
Maa ja kivimite vanuse määramiseks kasutavad teadlased väga pika poolestusajaga radioisotoope, nagu uraan-238 ja rubiidium-87. Rubiidium-87 radioaktiivsel lagunemisel eraldub negatiivne beetaosake.
Sel juhul on moodustatud elemendil
(A) 49 prootonit ja 38 neutronit.
(B) 37 prootonit ja 50 neutronit.
(C) 39 prootonit ja 48 neutronit.
(D) 38 prootonit ja 49 neutronit.
Resolutsioon
Küsimuses öeldakse, et rubiidium-87 lagunemisel eraldub negatiivne beetaosake, mis on elektron, mis väljub tuumast tuuma lagunemisel. neutron ja seetõttu on see esindatud kui -1β0st laenguga -1 ja tühise massiga, täpselt nagu elektron. Radioaktiivse lagunemise reaktsioon on järgmine:
37Rb87 → -1β0 + TheXB
Olemine The moodustunud elemendi aatomnumber ja B moodustunud elemendi massiarv.
Seega võime öelda, et:
37 = -1 + a; seega a = 38;
87 = 0 + b; seega b = 87.
Me dikteerime elemendi aatomnumbriga 38 ja massiarvuga 87. Kuna neutronite arvu saab määrata valemiga A = Z + n, tehakse arvutus:
87 = 38 + n; seega n = 49
Seetõttu on element moodustatud on 38 prootonit ja 49 elektroni.
2. küsimus – (IFGO/2012)
Rubiidium on leelismetall, millel on läikiv hõbevalge värvus, mis õhuga kokkupuutel kiiresti tuhmub. Räni on maakoore sisalduselt teine element. Rubiidiumi saab kasutada fotoelementides ja räni mikroelektroonikaseadmete valmistamisel.
Neid kahte elementi võrreldes on õige öelda, et:
(A) ränil on suurem aatomiraadius.
(B) ränil on suurem elektronafiinsus.
(C) rubiidiumil on suurem ionisatsioonienergia.
(D) räni on vähem elektronegatiivne.
(E) rubiidium kaotab elektrone vähem.
Resolutsioon
O räni on 14. perekonna mittemetall, mis asub perioodilisuse tabeli kolmandas perioodis. Rubiidium on perioodilisuse tabeli viiendast perioodist pärit leelismetall.
Seetõttu on rubiidiumil suurem aatomiraadius kui ränil, kuna mida pikem on periood, mida suurem on elektrooniliste kihtide arv ja seega suurem aatomiraadius, mis muudab alternatiivi A kehtetuks.
THE ionisatsioonienergia on energia, mis on vajalik valentselektroni eemaldamiseks eraldatud aatomist gaasilises olekus, see tähendab, et see on seotud valentselektronide eemaldamise lihtsusega antud elemendist. Rubiidium kui leelismetall, 5s alamtasemega1, on suurem kalduvus elektrone kaotada; seetõttu madalam ionisatsioonienergia, mis on metallide klassikaline omadus, kaasa arvatud. Seetõttu ei saa alternatiivid C ja E olla õiged.
Räni ei ole vähem elektronegatiivne kui rubiidium, kuna räni on omamoodi väiksema aatomiraadiusega ja väiksema aatomiraadiusega elementidel on suurem elektronegatiivsus, nii et täht D ei saa olla õige.
Seega on malliks täht B, kuna tegelikult on ränil suurem elektrooniline afiinsus, mis on energia, mis vabaneb või neeldub aatomis, kui ta võtab vastu elektroni. valentskiht. Kui protsess on soodne, vabaneb energia ja elektronide afiinsus on suurem, vastasel juhul neeldub energia ja elektronide afiinsus on väiksem. Kuna rubiidiumil on suurem kalduvus elektrone kaotada, ei saa sellel olla suuremat elektronafiinsust kui ränil.
Pildi tiitrid
[1] geogif / Shutterstock.com
Autor: Stéfano Araújo Novais
Keemia õpetaja