रूबिडियम: गुण, इतिहास, विशेषताएं

हे रूबिडीयाम, परमाणु क्रमांक 37 और 85.5 u के परमाणु द्रव्यमान के साथ, एक बहुत ही नरम क्षार धातु, सफेद या चांदी का रंग है। अन्य क्षार धातुओं की तरह, यह तत्व पानी और हवा के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है। इसका गलनांक 39°C होता है, जबकि इसका क्वथनांक 688°C होता है।

इसकी खोज 1861 में हुई थी जर्मन वैज्ञानिक गुस्ताव किरचॉफ और रॉबर्ट बन्सन द्वारा एक स्पेक्ट्रोस्कोप के साथ खनिज लेपिडोलाइट के विश्लेषण के दौरान। इसका उपयोग फोटोकल्स, विशेष चश्मे के निर्माण और अंतरिक्ष यान आयन इंजन में प्रणोदक के रूप में किया जा सकता है। रूबिडियम बड़ी संख्या में यौगिक बनाता है, हालांकि उनमें से किसी का भी अभी तक महत्वपूर्ण व्यावसायिक अनुप्रयोग नहीं है।

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सारांश

• क्षार धातु परमाणु संख्या 37 और परमाणु भार 85.5 यू.

• इसमें एक चांदी-सफेद रंग है।

• इसकी खोज 1861 में गुस्ताव किरचॉफ और रॉबर्ट बन्सन ने की थी।

• पानी के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है और हवा के संपर्क में आने पर स्वतः ही जल सकता है।

• यह अन्य क्षार धातुओं की तरह ही बहुत नरम होता है।

• इसका उपयोग विशेष चश्मे और परमाणु घड़ियों के निर्माण में किया जाता है।

रूबिडियम गुण

• प्रतीक: आरबी

• परमाणु भार: 85.5 यू.

• परमाणु संख्या: 37.

• वैद्युतीयऋणात्मकता: 0,82.

• घनत्व: 1.53 ग्राम/सेमी³।

• संलयन बिंदु: 39 डिग्री सेल्सियस।

• क्वथनांक: 668 डिग्री सेल्सियस।

• इलेक्ट्रोनिक विन्यास: [क्र] 5एस^1.

• रासायनिक श्रृंखला: क्षारीय धातु।

रूबिडियम विशेषताएं

पूरे की तरह धातु तत्व, रूबिडियम में a. होता है विशेषता चमक, एक सफेद या चांदी के रंग के अलावा। चूंकि यह आवर्त सारणी में क्षार धातुओं के समूह से संबंधित है, रूबिडियम में इस परिवार की क्लासिक विशेषताएं हैं, जैसे कि यह अन्य धातुओं की तुलना में बहुत घना नहीं है। अत्यंत नरम - इसे एक साधारण चाकू से भी काटा जा सकता है - और इसलिए भी कि यह पानी के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है, एक मूल यौगिक (क्षारीय) बनाता है, जैसा कि प्रतिक्रिया से पता चलता है का पालन करें:

2 आरबी _(एस) + एच₂हे ₍₁₎ → 2 आरबीओएच _{(यहां)} + एच_2(जी)

हे हाइड्रोजन इस प्रतिक्रिया में उत्पन्न हवा में मौजूद ऑक्सीजन का सामना करने पर प्रज्वलित होता है। रूबिडियम, सहित, हवा के संपर्क में अपने आप प्रज्वलित हो सकता है इसमें मौजूद ऑक्सीजन के कारण और इसलिए, इसके संचालन के लिए देखभाल की आवश्यकता होती है, आखिरकार, क्षार धातुओं की एक और क्लासिक विशेषता यह है कि वे बहुत प्रतिक्रियाशील होती हैं। नीचे दी गई प्रतिक्रिया ऑक्सीजन के साथ रूबिडियम की प्रतिक्रिया दिखाती है, एक क्षारीय चरित्र के साथ एक ऑक्साइड बनाती है।

4 आरबी _(एस) + ओ_2(जी) → 2 आरबी₂हे _(एस)

निम्न की अन्य क्षार धातुओं की तुलना में परमाणु किरण (लिथियम, सोडियम और पोटैशियम), पानी या ऑक्सीजन के साथ रूबिडियम की प्रतिक्रियाएं अधिक हिंसक होती हैं, क्योंकि इसकी संयोजकता इलेक्ट्रॉन में अधिक ऊर्जा होती है।

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रूबिडियम इतिहास

रूबिडियम था 1861 में जर्मन वैज्ञानिकों गुस्ताव किरचॉफ और रॉबर्ट बन्सेन द्वारा खोजा गया था, जर्मनी के हीडलबर्ग शहर में। अपने नए आविष्कार किए गए उपकरण का उपयोग करते हुए, स्पेक्ट्रोस्कोप, किरचॉफ और बन्सन ने का विश्लेषण किया जब तक उन्हें दो नए तत्व नहीं मिले: सीज़ियम (Cs), मिनरल वाटर में, और रूबिडियम, मिनरल में लेपिडोलाइट

रूबिडियम नाम इसकी वर्णक्रमीय उत्सर्जन रेखा के रंग से आता है, जो लाल है (रुबिडिअस, लैटिन में)। बन्सन ने धातु के रूबिडियम के नमूनों को अलग करने में भी कामयाबी हासिल की।

रुबिडियम कहाँ पाया जाता है?

किसी भी अयस्क में प्राथमिक घटक के रूप में रूबिडियम नहीं होता है। इसकी सबसे बड़ी घटना लेपिडोलाइट और पोलुसाइट में उप-उत्पाद के रूप में होती है, जिसमें क्रमशः 3.5% और 1.5% रूबिडियम ऑक्साइड हो सकता है। इस खनिज के भंडार पूरी दुनिया में फैले हुए हैं, जैसा कि ऑस्ट्रेलिया, कनाडा, चीन, नामीबिया और ज़िम्बाब्वे में है, हालांकि खनिज के निष्कर्षण और प्रसंस्करण की प्रक्रियाओं में अभी भी निषेधात्मक लागतें हैं।

लेपिडोलाइट का टुकड़ा, एक ऐसा अयस्क जिसमें लिथियम का प्रमुख घटक होता है, लेकिन जिसमें द्रव्यमान के हिसाब से लगभग 3.5% रूबिडियम ऑक्साइड होता है।

रूबिडियम अनुप्रयोग

हे रूबिडियम के लिए विशेष कांच बाजार मुख्य है, साथ ही फोटोकल्स। साथ ही इसके समान सीज़ियम, रूबिडियम का उपयोग के निर्माण में भी किया जाता है परमाणु घड़ियां, जीपीएस के अंशांकन के लिए अत्यधिक सटीकता और अत्यधिक महत्व के उपकरण, ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम। सीज़ियम घड़ियों के साथ अंतर यह है कि रूबिडियम परमाणु घड़ियों, कम लागत वाली होने के अलावा, के लिए निर्मित की जा सकती हैं जो एक माचिस के आकार के होते हैं और फिर भी लाखों या अरबों लोगों द्वारा सटीक रहते हैं साल पुराना।

जर्मनी में स्थित सीज़ियम परमाणु घड़ी, जो 2 मिलियन वर्षों तक सटीकता बनाए रखेगी। [1]

हे रूबिडियम स्वाभाविक रूप से दो समस्थानिकों के रूप में होता है।, ओ ⁸⁵आरबी, जो स्थिर है, और ⁸⁷आरबी, रेडियोधर्मी, समय के साथ हाफ लाइफ 48.8 अरब वर्ष। यह फिर से इस आइसोटोप को घड़ी का कार्य देता है, लेकिन एक भूवैज्ञानिक घड़ी। हे ⁸⁷आरबी आइसोटोप में रेडियोधर्मी क्षय से गुजरता है ⁸⁷सीन, जो स्थिर है, इसलिए आप की मात्राओं की तुलना कर सकते हैं ⁸⁷आरबी और ⁸⁷प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले आइसोटोप के साथ सीनियर ⁸⁶रॉक डेटिंग के लिए सीनियर.

क्योंकि यह आसानी से आयनित हो जाता है, रुबिडियम को अंतरिक्ष यान में आयन इंजनों में उपयोग के लिए माना जाता है, a आयन थ्रस्टर सिस्टम, पारंपरिक थ्रस्टर्स की तुलना में बहुत अधिक किफायती है, और रॉकेट को और अधिक बना सकता है रोशनी। आरबीएजी यौगिक₄मैं₅ भी महत्वपूर्ण दिखाया गया है, क्योंकि यह वर्तमान में उच्चतम चालकता वाला आयनिक क्रिस्टल है परिवेश की स्थिति, जो इसे पतली-फिल्म बैटरी में उपयोग किए जाने की स्थिति में रखती है।

रूबिडियम कार्बोनेट का उपयोग सामग्री की विद्युत चालकता को कम करने के लिए किया जाता है, जो फाइबर ऑप्टिक दूरसंचार नेटवर्क की स्थिरता और स्थायित्व में सुधार करता है। रूबिडियम क्लोराइड अवसाद के इलाज के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। अन्य अनुप्रयोगों में, अन्य तत्वों को ऑक्सीकरण करने के लिए आतिशबाजी बनाने में रूबिडियम हाइड्रॉक्साइड का भी उपयोग किया जा सकता है और इस प्रकार वायलेट टोन का उत्पादन किया जा सकता है।

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रूबिडियम के साथ क्या सावधानियां बरतनी चाहिए?

प्राकृतिक रूबिडियम के संपर्क के परिणामस्वरूप मानव स्वास्थ्य के लिए कोई ज्ञात समस्या नहीं है, और इसके उपयोग का पर्यावरणीय प्रभाव बहुत कम है।

हालांकि, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, धातु के रूप में रूबिडियम का संचालन सावधानी से किया जाना चाहिए, क्योंकि यह हवा के संपर्क में आने पर अनायास प्रज्वलित हो सकता है। आपका पानी के साथ प्रतिक्रिया भी बहुत विस्फोटक होती है, इसलिए, प्रयोगों में रूबिडियम की नियंत्रित मात्रा का उपयोग किया जाना चाहिए।

हल किए गए अभ्यास

प्रश्न 1 — (यूएफयू/2008)

पृथ्वी और चट्टानों की आयु निर्धारित करने के लिए, वैज्ञानिक बहुत लंबे अर्ध-आयु वाले रेडियोआइसोटोप का उपयोग करते हैं, जैसे यूरेनियम-238 और रूबिडियम-87। रुबिडियम-87 के रेडियोधर्मी क्षय में एक ऋणात्मक बीटा कण का उत्सर्जन होता है।

इस मामले में, गठित तत्व है

(ए) 49 प्रोटॉन और 38 न्यूट्रॉन।

(बी) 37 प्रोटॉन और 50 न्यूट्रॉन।

(सी) 39 प्रोटॉन और 48 न्यूट्रॉन।

(डी) 38 प्रोटॉन और 49 न्यूट्रॉन।

संकल्प

प्रश्न में कहा गया है कि रुबिडियम-87 के क्षय में एक ऋणात्मक बीटा कण का उत्सर्जन होता है, जो एक इलेक्ट्रॉन है जो नाभिक से एक के विघटन से बाहर निकलता है। न्यूट्रॉन और इसलिए इसे के रूप में दर्शाया गया है _-1β⁰, यानी चार्ज -1 और नगण्य द्रव्यमान के साथ, इलेक्ट्रॉन की तरह। रेडियोधर्मी क्षय प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

₃₇आरबी⁸⁷ → _-1β⁰ + _NSएक्स^बी

हो रहा NS गठित तत्व की परमाणु संख्या और बी गठित तत्व की द्रव्यमान संख्या।

तो, हम कह सकते हैं कि:

• 37 = -1 + ए; इसलिए, ए = 38;

• 87 = 0 + ख; इसलिए, बी = 87।

हम परमाणु संख्या 38 और द्रव्यमान संख्या 87 के एक तत्व को निर्धारित कर रहे हैं। चूंकि ए = जेड + एन सूत्र द्वारा न्यूट्रॉन की संख्या स्थापित की जा सकती है, गणना की जाती है:

87 = 38 + n; इसलिए n = 49

इसलिए तत्त्व गठित 38 प्रोटॉन और 49 इलेक्ट्रॉन हैं।

प्रश्न 2 - (आईएफजीओ/2012)

रूबिडियम एक क्षार धातु है, जिसमें चमकदार चांदी का सफेद रंग होता है जो हवा के संपर्क में जल्दी से फीका पड़ जाता है। पृथ्वी की पपड़ी में सिलिकॉन दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। रूबिडियम का उपयोग माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण में फोटोइलेक्ट्रिक कोशिकाओं और सिलिकॉन में किया जा सकता है।

इन दो तत्वों की तुलना करते हुए, यह कहना सही है कि:

(ए) सिलिकॉन का एक बड़ा परमाणु त्रिज्या है।

(बी) सिलिकॉन में अधिक इलेक्ट्रॉन आत्मीयता होती है।

(सी) रूबिडियम में उच्च आयनीकरण ऊर्जा होती है।

(डी) सिलिकॉन कम विद्युतीय है।

(ई) रूबिडियम में इलेक्ट्रॉनों को खोने की संभावना कम है।

संकल्प

हे सिलिकॉन परिवार 14 का एक अधातु है, जो आवर्त सारणी के तीसरे आवर्त में है। रूबिडियम आवर्त सारणी के पांचवें आवर्त से एक क्षार धातु है।

इसलिए, रूबिडियम में सिलिकॉन की तुलना में अधिक परमाणु त्रिज्या होती है, क्योंकि लंबी अवधि के बाद से, इलेक्ट्रॉनिक परतों की संख्या जितनी अधिक होगी और, इस प्रकार, परमाणु त्रिज्या उतनी ही अधिक होगी, जो वैकल्पिक A को अमान्य कर देती है।

NS आयनीकरण ऊर्जा गैसीय अवस्था में एक पृथक परमाणु से एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा है, अर्थात यह किसी दिए गए तत्व से वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को हटाने में आसानी के साथ करना है। रुबिडियम, एक क्षार धातु के रूप में, 5s सबलेवल¹, इलेक्ट्रॉनों को खोने की अधिक प्रवृत्ति होती है; इसलिए, कम आयनीकरण ऊर्जा, धातुओं की एक उत्कृष्ट संपत्ति, समावेशी। इसलिए, विकल्प C और E सही नहीं हो सकते।

रूबिडियम की तुलना में सिलिकॉन कम विद्युतीय नहीं है, क्योंकि सिलिकॉन एक प्रकार का छोटा परमाणु त्रिज्या है, और छोटे परमाणु त्रिज्या वाले तत्वों में अधिक विद्युत ऋणात्मकता होती है, इसलिए अक्षर D नहीं हो सकता है सही।

इस प्रकार, टेम्पलेट बी अक्षर है, क्योंकि वास्तव में सिलिकॉन में अधिक इलेक्ट्रॉनिक आत्मीयता होती है, जो कि एक परमाणु द्वारा जारी या अवशोषित ऊर्जा होती है जब यह अपने में एक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है। संयोजकता परत. जब प्रक्रिया अनुकूल होती है, तो ऊर्जा निकलती है और इलेक्ट्रॉन बंधुता अधिक होती है, अन्यथा ऊर्जा अवशोषित होती है और इलेक्ट्रॉन आत्मीयता कम होती है। चूंकि रूबिडियम में इलेक्ट्रॉनों को खोने की अधिक प्रवृत्ति होती है, इसलिए इसमें सिलिकॉन की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन आत्मीयता नहीं हो सकती है।

छवि क्रेडिट

[1] जियोजीफ / शटरस्टॉक.कॉम

स्टेफ़ानो अराउजो नोवाइसो द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक