O rubídiumA 37-es rendszámú és 85,5 u atomtömegű nagyon lágy alkálifém, fehér vagy ezüst színű. Más alkálifémekhez hasonlóan ez az elem is hevesen reagál vízzel és levegővel. Olvadáspontja 39 °C, forráspontja 688 °C.
1861-ben fedezték fel Gustav Kirchhoff és Robert Bunsen német tudósok a lepidolit ásvány spektroszkóppal végzett elemzése során. Felhasználható fotocellák, speciális üvegek gyártásához és hajtóanyagként űrhajók ionmotorjaiban. A rubídium nagyszámú vegyületet képez, bár ezek közül még egyiknek sincs jelentős kereskedelmi alkalmazása.
Olvasd el te is: Szén – az egyik legelterjedtebb elem az univerzumban
Összegzés
alkálifém atomszám 37 és atomtömeg 85,5 u.
Ezüstös-fehér színe van.
Gustav Kirchhoff és Robert Bunsen fedezte fel 1861-ben.
Vízzel hevesen reagál, levegővel érintkezve spontán megéghet.
Nagyon puha, akárcsak a többi alkálifém.
Speciális szemüvegek és atomórák gyártásához használják.
Rubídium tulajdonságai
Szimbólum: Rb
atomtömeg: 85,5 u.
atomszám: 37.
elektronegativitás: 0,82.
Sűrűség: 1,53 g/cm³.
Fúziós pontOlvadáspont: 39 °C.
ForráspontOlvadáspont: 668 °C.
elektronikus konfiguráció: [Kr] 5s1.
kémiai sorozat: alkálifémek.
A rubídium jellemzői
mint egész fémes elem, a rubídiumnak van a jellegzetes fénye, ráadásul fehér vagy ezüst színben. Mivel a periódusos rendszerben az alkálifémek csoportjába tartozik, a rubídium rendelkezik e család klasszikus jellemzőivel, például azzal, hogy más fémekhez képest nem túl sűrű. rendkívül puha – akár egyszerű késsel is vágható – és azért is, mert hevesen reagál a vízzel, bázikus vegyületet képezve (lúgos), ahogy a reakció mutatja kövesse:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (itt) + H2(g)
O hidrogén Ebben a reakcióban keletkező vegyület meggyullad, amikor a levegőben lévő oxigénnel találkozik. A rubídium, beleértve levegővel érintkezve magától meggyulladhat a benne lévő oxigén miatt, ezért kezelése is odafigyelést igényel, elvégre az alkálifémek másik klasszikus jellemzője, hogy nagyon reaktívak. Az alábbi reakció a rubídium és az oxigén reakcióját mutatja, amely lúgos jellegű oxidot képez.
4 Rb (s) + O2(g) → 2 Rb2O (s)
Más alkálifémekhez képest alacsonyabb atomsugár (lítium, nátrium és kálium), a A rubídium vízzel vagy oxigénnel való reakciói hevesebbek, mivel vegyértékelektronjának nagyobb az energiája.
Olvasd el te is: Nióbium – különféle ipari és kereskedelmi felhasználású fém
A rubídium története
a rubídium volt Gustav Kirchhoff és Robert Bunsen német tudósok fedezték fel 1861-ben, Heidelberg városában, Németországban. Kirchhoff és Bunsen újonnan feltalált műszerük, a spektroszkóp segítségével analízist végzett mintákat, amíg két új elemet nem találtak: céziumot (Cs) az ásványvízben és rubídiumot az ásványban lepidolit.
A rubídium név a spektrális emissziós vonal színéből származik, amely vörös (rubidius, latinul). Bunsennek sikerült még fémes rubídiummintákat is izolálnia.
Hol található a Rubidium?
Egy ércnek sem van kiemelt összetevője a rubídium. Legnagyobb előfordulása melléktermékként lepidolitban és polucitban fordul elő, amelyek 3,5%, illetve 1,5% rubídium-oxidot tartalmazhatnak. Ennek az ásványnak a készletei az egész világon elterjedtek, mint Ausztráliában, Kanadában, Kínában, Namíbiában és Zimbabwéban, azonban az ásvány kitermelésének és feldolgozásának folyamatai továbbra is túl magas költségekkel járnak.
Rubidium alkalmazások
O speciális üvegpiac a rubídium fő piaca, valamint fotocellák. A hasonló cézium mellett a rubídiumot is felhasználják az előállításához atomórák, rendkívül precíz és rendkívül fontos eszközök a GPS, a Global Positioning System kalibrálásához. A céziumórákkal szemben az a különbség, hogy a rubídium atomórák amellett, hogy olcsók, legyárthatók amelyek körülbelül akkorák, mint egy gyufásdoboz, és mégis milliókkal vagy akár milliárdokkal pontosak maradnak éves.
![Cesium Atomic Clock, Németországban található, amely 2 millió évig megőrzi pontosságát. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O A rubídium a természetben két izotópként fordul elő., O 85Rb, amely stabil, és a 87Rb, radioaktív, idővel fél élet 48,8 milliárd éves. Ez ismét az óra funkciót adja ennek az izotópnak, de egy geológiai órát. O 87Az Rb radioaktív bomláson megy keresztül izotóppal 87Sr, ami stabil, így össze lehet hasonlítani a mennyiségeket 87Rb és 87Sr a természetben előforduló izotóppal 86Sr rock randevúzáshoz.
Mivel könnyen ionizálódik, a rubídiumot fontolóra vették űrhajók ionmotorjaiban való felhasználásra, a ion tológép rendszer, sokkal gazdaságosabb, mint a hagyományos tológépek, és több rakétát is képes gyártani könnyű. Az RbAg vegyület4én5 szintén fontosnak bizonyult, mivel jelenleg ez a legnagyobb vezetőképességű ionkristály környezeti feltételek, ami olyan helyzetbe hozza, hogy vékonyfilmes akkumulátorokban használható.
A rubídium-karbonátot az anyagok elektromos vezetőképességének csökkentésére használják, ami javítja az optikai szálas távközlési hálózatok stabilitását és tartósságát. A rubídium-klorid a depresszió kezelésére használható. Más alkalmazásokban a rubídium-hidroxidot tűzijátékok készítésére is fel lehet használni, hogy más elemeket oxidáljon, és ezáltal lila tónusokat hozzon létre.
Olvasd el te is: Tellúr – a kénhez hasonló kémiai összetételű kémiai elem
Milyen óvintézkedéseket kell tenni a rubídiummal?
Nem ismert, hogy a természetes rubídiumnak való kitettség okozna emberi egészségi problémát, és használata csekély környezeti hatással van.
Azonban, ahogy korábban említettük, a fémes formájú rubídium kezelését óvatosan kell végezni, mivel levegővel érintkezve spontán meggyulladhat. A ti a vízzel való reakció is nagyon robbanásveszélyes, ezért a kísérletekben szabályozott mennyiségű rubídiumot kell használni.
megoldott gyakorlatokat
1. kérdés – (UFU/2008)
A Föld és a kőzetek korának meghatározásához a tudósok nagyon hosszú felezési idejű radioizotópokat használnak, mint például az urán-238 és a rubídium-87. A Rubidium-87 radioaktív bomlása során negatív béta-részecske emisszió következik be.
Ebben az esetben a kialakított elem rendelkezik
(A) 49 proton és 38 neutron.
(B) 37 proton és 50 neutron.
(C) 39 proton és 48 neutron.
(D) 38 proton és 49 neutron.
Felbontás
A kérdés kimondja, hogy a rubídium-87 bomlása során egy negatív béta részecske emissziója következik be, amely egy elektron, amely a magból kilökődik egy neutron és ezért úgy ábrázolják -1β0, azaz -1 töltéssel és elhanyagolható tömeggel, akárcsak az elektron. A radioaktív bomlási reakció a következő:
37Rb87 → -1β0 + AzxB
Lény Az a képződött elem rendszáma és B a kialakított elem tömegszáma.
Tehát azt mondhatjuk, hogy:
37 = -1 + a; így a = 38;
87 = 0 + b; tehát b = 87.
Egy 38-as atomszámú és 87-es tömegszámú elemet diktálunk. Mivel a neutronok száma az A = Z + n képlettel meghatározható, a számítást elvégezzük:
87 = 38 + n; ezért n = 49
Ezért a elem 38 protonból és 49 elektronból áll.
2. kérdés – (IFGO/2012)
A rubídium egy alkálifém, amely fényes ezüstfehér színű, és levegővel érintkezve gyorsan elhalványul. A szilícium a második legnagyobb mennyiségben előforduló elem a földkéregben. A rubídium felhasználható fotocellákban, a szilícium pedig mikroelektronikai eszközök gyártásában.
Ha ezt a két elemet összevetjük, helyes a következő megállapítás:
(A) a szilícium atom sugara nagyobb.
(B) a szilíciumnak nagyobb az elektronaffinitása.
(C) a rubídium nagyobb ionizációs energiával rendelkezik.
(D) a szilícium kevésbé elektronegatív.
Az (E) rubídium kisebb valószínűséggel veszít elektronokat.
Felbontás
O szilícium a 14. család nemfémje, amely a periódusos rendszer harmadik periódusában található. A rubídium egy alkálifém a periódusos rendszer ötödik periódusából.
Ezért a rubídium atomsugara nagyobb, mint a szilícium, mivel minél hosszabb a periódus, minél nagyobb az elektronikus rétegek száma, és így annál nagyobb az atomsugár, ami érvényteleníti az A alternatívát.
AZ ionizációs energia az az energia, amely egy vegyértékelektron eltávolításához szükséges egy izolált atomból gáz halmazállapotú állapotban, vagyis az adott elemből a vegyértékelektronok eltávolításának egyszerűségéhez kapcsolódik. A rubídium, mint alkálifém, 5s alszintű1, hajlamosabb az elektronvesztésre; ezért alacsonyabb ionizációs energia, a fémek klasszikus tulajdonsága, beleértve. Ezért a C és E alternatíva nem lehet helyes.
A szilícium nem kevésbé elektronegatív, mint a rubídium, mivel a szilícium egyfajta kisebb atomsugár, és a kisebb atomi sugarú elemek elektronegativitása nagyobb, így a D betű nem lehet helyes.
Így a sablon a B betű, mivel valójában a szilíciumnak nagyobb az elektronikus affinitása, vagyis az az energia, amelyet az atom felszabadít vagy elnyel, amikor elektront fogad be. vegyértékréteg. Kedvező folyamat esetén energia szabadul fel, és nagyobb az elektronaffinitás, ellenkező esetben az energia elnyelődik és az elektronaffinitás kisebb. Mivel a rubídium hajlamosabb az elektronvesztésre, nem lehet nagyobb elektronaffinitása, mint a szilíciumnak.
Kép kreditek
[1] geogif / Shutterstock.com
Írta: Stéfano Araújo Novais
Kémia tanár