O rubidium, atominumerolla 37 ja atomimassalla 85,5 u, on erittäin pehmeä alkalimetalli, väriltään valkoinen tai hopea. Kuten muutkin alkalimetallit, tämä alkuaine reagoi kiivaasti veden ja ilman kanssa. Sen sulamispiste on 39 °C ja sen kiehumispiste on 688 °C.
Se löydettiin vuonna 1861 saksalaiset tiedemiehet Gustav Kirchhoff ja Robert Bunsen analysoidessaan mineraalilepidoliittia spektroskoopilla. Sitä voidaan käyttää valokennojen, erikoislasien valmistuksessa ja ponneaineena avaruusalusten ionimoottoreissa. Rubidium muodostaa suuren määrän yhdisteitä, vaikka yhdelläkään niistä ei ole vielä merkittävää kaupallista käyttöä.
Lue myös: Hiili – yksi universumin runsaimmista alkuaineista
Yhteenveto
alkalimetalli atominumero 37 ja atomimassa 85,5 u.
Sillä on hopeanvalkoinen väri.
Gustav Kirchhoff ja Robert Bunsen löysivät sen vuonna 1861.
Reagoi kiivaasti veden kanssa ja voi syttyä spontaanisti joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa.
Se on erittäin pehmeää, kuten muutkin alkalimetallit.
Sitä käytetään erikoislasien ja atomikellojen valmistukseen.
Rubidiumin ominaisuudet
Symboli: Rb
atomimassa: 85,5 u.
atominumero: 37.
elektronegatiivisuus: 0,82.
Tiheys: 1,53 g/cm³.
Fuusiopiste: 39 °C.
Kiehumispiste: 668 °C.
elektroninen konfigurointi: [Kr] 5s1.
kemiallinen sarja: alkalimetallit.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on muutakin ;)
Rubidiumin ominaisuudet
kuin kokonaisena metallinen elementti, rubidiumissa on a ominaista kiiltoa, valkoisen tai hopean värin lisäksi. Koska rubidium kuuluu jaksollisen järjestelmän alkalimetallien ryhmään, sillä on tämän perheen klassiset ominaisuudet, kuten se, että se ei ole kovin tiheä muihin metalleihin verrattuna. erittäin pehmeä - se voidaan leikata jopa yksinkertaisella veitsellä - ja myös siksi, että se reagoi kiivaasti veden kanssa muodostaen emäksisen yhdisteen (emäksisen), kuten reaktio osoittaa seuraa:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (tässä) + H2(g)
O vety Tässä reaktiossa syntyvä syttyy, kun se kohtaa ilmassa olevan hapen. Rubidium, mukaan lukien voi syttyä itsestään joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa koska siinä on happea ja siksi sen käsittely vaatii huolellisuutta, onhan toinen alkalimetallien klassinen ominaisuus, että ne ovat erittäin reaktiivisia. Alla oleva reaktio näyttää rubidiumin reaktion hapen kanssa muodostaen emäksisen oksidin.
4 Rb (s) + O2(g) → 2 Rb2O (s)
Verrattuna muihin alempien alkalimetallien atomin säde (litium, natrium ja kalium), Rubidiumin reaktiot veden tai hapen kanssa ovat voimakkaampia, koska sen valenssielektronilla on suurempi energia.
Lue myös: Niobium – metalli, jolla on erilaisia teollisia ja kaupallisia sovelluksia
Rubidiumin historia
rubidium oli Saksalaiset tiedemiehet Gustav Kirchhoff ja Robert Bunsen löysivät sen vuonna 1861, Heidelbergin kaupungissa Saksassa. Käyttämällä äskettäin keksittyä instrumenttiaan, spektroskooppia, Kirchhoff ja Bunsen suorittivat analyysin näytteitä, kunnes he löysivät kaksi uutta alkuainetta: cesiumin (Cs) kivennäisvedestä ja rubidiumin mineraalista lepidoliitti.
Rubidiumin nimi tulee sen spektrin emissioviivan väristä, joka on punainen (rubidius, latinaksi). Bunsen onnistui jopa eristämään metallisia rubidiumnäytteitä.
Mistä Rubidium löytyy?
Mikään malmi ei sisällä rubidiumia ensisijaisena ainesosana. Sitä esiintyy eniten sivutuotteena lepidoliitissa ja polusiitissa, jotka voivat sisältää 3,5 % ja 1,5 % rubidiumoksidia. Tämän mineraalivarat ovat hajallaan kaikkialla maailmassa, kuten Australiassa, Kanadassa, Kiinassa, Namibiassa ja Zimbabwessa, mutta mineraalin louhinta- ja käsittelyprosesseilla on edelleen kohtuuttomat kustannukset.
Rubidium-sovellukset
O erikoislasimarkkinat ovat rubidiumin päämarkkinatsekä valokennot. Sen samanlaisen cesiumin lisäksi rubidiumia käytetään myös sen valmistuksessa atomikellot, äärimmäisen tarkkoja laitteita, jotka ovat äärimmäisen tärkeitä GPS: n, Global Positioning Systemin, kalibroinnissa. Erona cesiumkelloihin on se, että rubidium-atomikelloja voidaan valmistaa sen lisäksi, että ne ovat edullisia. jotka ovat suunnilleen tulitikkurasian kokoisia ja silti miljoonia tai jopa miljardeja tarkkoja vuotta vanha.
![Saksassa sijaitseva Cesium-atomikello, joka säilyttää tarkkuuden 2 miljoonaa vuotta. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubidium esiintyy luonnossa kahtena isotooppina., O 85Rb, joka on vakaa, ja 87Rb, radioaktiivinen, ajan kanssa puolikas elämä 48,8 miljardia vuotta. Tämä taas antaa tälle isotoopille kellotoiminnon, mutta geologisen kellon. O 87Rb hajoaa radioaktiivisesti isotoopiksi 87Sr, joka on vakaa, joten voit vertailla määriä 87Rb ja 87Sr luonnollisesti esiintyvän isotoopin kanssa 86Sr rock-treffeille.
Koska rubidium ionisoituu helposti, sitä on harkittu käytettäväksi avaruusalusten ionimoottoreissa, a ionipotkurijärjestelmä, paljon taloudellisempi kuin perinteiset potkurit ja voi tehdä raketteista enemmän valoa. RbAg-yhdiste4minä5 on myös osoitettu tärkeäksi, koska se on tällä hetkellä korkeimman johtavuuden omaava ionikide ympäristöolosuhteissa, minkä vuoksi sitä voidaan käyttää ohutkalvoakuissa.
Rubidiumkarbonaattia käytetään materiaalien sähkönjohtavuuden vähentämiseen, mikä parantaa kuituoptisten tietoliikenneverkkojen vakautta ja kestävyyttä. Rubidiumkloridia voidaan käyttää masennuksen hoitoon. Muissa sovelluksissa rubidiumhydroksidia voidaan käyttää myös ilotulitteiden valmistuksessa muiden alkuaineiden hapettamiseksi ja siten violetin sävyn tuottamiseksi.
Lue myös: Telluuri - kemiallinen alkuaine, jonka kemia on samanlainen kuin rikki
Mitä varotoimia rubidiumin kanssa tulee noudattaa?
Luonnolliselle rubidiumille altistumisesta ei tiedetä aiheutunut ihmisten terveydelle aiheutuvia ongelmia, ja sen käytöllä on vähän ympäristövaikutuksia.
Kuten aiemmin mainittiin, metallimuodossa olevan rubidiumin käsittelyssä on kuitenkin oltava varovainen, koska se voi syttyä itsestään joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa. Sinun reaktio veden kanssa on myös erittäin räjähtävää, siksi kokeissa on käytettävä kontrolloituja määriä rubidiumia.
ratkaistuja harjoituksia
Kysymys 1 – (UFU/2008)
Maan ja kivien iän määrittämiseksi tutkijat käyttävät radioisotooppeja, joilla on erittäin pitkä puoliintumisaika, kuten uraani-238 ja rubidium-87. Rubidium-87:n radioaktiivisessa hajoamisessa vapautuu negatiivista beetahiukkasta.
Tässä tapauksessa muodostetulla elementillä on
(A) 49 protonia ja 38 neutronia.
(B) 37 protonia ja 50 neutronia.
(C) 39 protonia ja 48 neutronia.
(D) 38 protonia ja 49 neutronia.
Resoluutio
Kysymys kertoo, että rubidium-87:n hajoamisessa tapahtuu negatiivisen beetahiukkasen emissio, joka on elektroni, joka irtoaa ytimestä hajoamisen seurauksena. neutroni ja siksi se esitetään muodossa -1β0, eli varauksella -1 ja mitättömällä massalla, aivan kuten elektronilla. Radioaktiivinen hajoamisreaktio on seuraava:
37Rb87 → -1β0 + TheXB
Oleminen The muodostuneen alkuaineen atominumero ja B muodostetun elementin massanumero.
Joten voimme sanoa, että:
37 = -1 + a; siten a = 38;
87 = 0 + b; siis b = 87.
Sanoimme elementin, jonka atomiluku on 38 ja massaluku 87. Koska neutronien lukumäärä voidaan määrittää kaavalla A = Z + n, lasketaan:
87 = 38 + n; joten n = 49
Siksi elementti muodostuneessa on 38 protonia ja 49 elektronia.
Kysymys 2 – (IFGO/2012)
Rubidium on alkalimetalli, jolla on kiiltävä hopeanvalkoinen väri, joka haalistuu nopeasti joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa. Pii on maankuoren toiseksi yleisin alkuaine. Rubidiumia voidaan käyttää valokennoissa ja piitä mikroelektronisten laitteiden valmistuksessa.
Verrattaessa näitä kahta elementtiä on oikein todeta, että:
(A) piillä on suurempi atomisäde.
(B) piillä on suurempi elektroniaffiniteetti.
(C) rubidiumilla on korkeampi ionisaatioenergia.
(D) pii on vähemmän elektronegatiivinen.
(E) rubidium ei todennäköisesti menetä elektroneja.
Resoluutio
O piitä on perheen 14 epämetalli, joka on jaksollisen järjestelmän kolmannessa jaksossa. Rubidium on alkalimetalli jaksollisen järjestelmän viidennestä jaksosta.
Siksi rubidiumilla on suurempi atomisäde kuin piillä, koska mitä pidempi ajanjakso, mitä suurempi määrä elektronisia kerroksia ja siten suurempi atomisäde, mikä mitätöi vaihtoehdon A.
THE ionisaatioenergiaa on energia, joka tarvitaan valenssielektronin poistamiseen eristetystä atomista kaasumaisessa tilassa, eli se liittyy valenssielektronien poistamisen helppouteen tietystä alkuaineesta. Rubidium, alkalimetallina, 5s alatasolla1, sillä on suurempi taipumus menettää elektroneja; siksi pienempi ionisaatioenergia, metallien klassinen ominaisuus, mukaan lukien. Siksi vaihtoehdot C ja E eivät voi olla oikein.
Pii ei ole vähemmän elektronegatiivinen kuin rubidium, koska pii on eräänlainen pienempi atomisäde, ja pienemmän atomisäteen elementeillä on suurempi elektronegatiivisuus, joten kirjain D ei voi olla oikea.
Siten malli on kirjain B, koska itse asiassa piillä on suurempi elektroninen affiniteetti, joka on energia, jonka atomi vapauttaa tai absorboi, kun se vastaanottaa elektronin valenssikerros. Kun prosessi on suotuisa, energiaa vapautuu ja elektroniaffiniteetti on suurempi, muuten energia absorboituu ja elektroniaffiniteetti on pienempi. Koska rubidiumilla on suurempi taipumus menettää elektroneja, sillä ei voi olla suurempaa elektroniaffiniteettia kuin piillä.
Kuvatekstit
[1] geogif / Shutterstock.com
Kirjailija: Stéfano Araújo Novais
Kemian opettaja
