რუბიდიუმი: თვისებები, ისტორია, მახასიათებლები

ო რუბიდიუმიატომური ნომრით 37 და ატომური მასით 85,5 u, არის ძალიან რბილი ტუტე ლითონი, თეთრი ან ვერცხლის ფერის. სხვა ტუტე ლითონების მსგავსად, ეს ელემენტი ძალადობრივად რეაგირებს წყალთან და ჰაერთან. მისი დნობის წერტილი არის 39 °C, ხოლო დუღილის წერტილი 688 °C.

იგი აღმოაჩინეს 1861 წელს გერმანელი მეცნიერების გუსტავ კირხჰოფისა და რობერტ ბუნსენის მიერ მინერალის ლეპიდოლიტის სპექტროსკოპით ანალიზის დროს. მისი გამოყენება შესაძლებელია ფოტოუჯრედების, სპეციალური სათვალეების წარმოებაში და კოსმოსური ხომალდების იონურ ძრავებში საწვავი. რუბიდიუმი ქმნის ნაერთების დიდ რაოდენობას, თუმცა არცერთ მათგანს ჯერ კიდევ არ აქვს მნიშვნელოვანი კომერციული გამოყენება.

წაიკითხეთ ასევე: ნახშირბადი - სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ელემენტი

Შემაჯამებელი

• ტუტე ლითონისგან ატომური ნომერი 37 და ატომური მასა 85.5 U.

• მას აქვს მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერი.

• ის 1861 წელს აღმოაჩინეს გუსტავ კირხჰოფმა და რობერტ ბუნსენმა.

• მძაფრად რეაგირებს წყალთან და შეიძლება სპონტანურად დაიწვას ჰაერთან შეხებისას.

• ის ძალიან რბილია, ისევე როგორც სხვა ტუტე ლითონები.

• იგი გამოიყენება სპეციალური სათვალეების და ატომური საათების წარმოებაში.

რუბიდიუმის თვისებები

• სიმბოლო: რბ

• ატომური მასა: 85.5 u.

• ატომური ნომერი: 37.

• ელექტრონეგატიურობა: 0,82.

• სიმჭიდროვე: 1,53 გ/სმ³.

• შერწყმის წერტილი: 39°C.

• Დუღილის წერტილი: 668°C.

• ელექტრონული კონფიგურაცია: [Kr] 5s^1.

• ქიმიური სერია: ტუტე ლითონები.

რუბიდიუმის მახასიათებლები

ისევე როგორც მთლიანი მეტალის ელემენტი, რუბიდიუმს აქვს ა დამახასიათებელი ბზინვარება, გარდა თეთრი ან ვერცხლისფერი ფერისა. რადგანაც ის მიეკუთვნება პერიოდულ სისტემაში ტუტე ლითონების ჯგუფს, რუბიდიუმს აქვს ამ ოჯახის კლასიკური მახასიათებლები, როგორიცაა ის, რომ ის არ არის ძალიან მკვრივი სხვა ლითონებთან შედარებით. უკიდურესად რბილი - მისი დაჭრაც კი შესაძლებელია უბრალო დანით - და ასევე იმის გამო, რომ იგი მძაფრად რეაგირებს წყალთან და ქმნის ძირითად ნაერთს (ტუტე), როგორც რეაქცია აჩვენებს გაყოლა:

2 რუბლი _(s) + H₂ო ₍₁₎ → 2 RbOH _(აქ) + H_2(გ)

ო წყალბადის ამ რეაქციაში წარმოქმნილი აალდება ჰაერში არსებულ ჟანგბადთან შეხვედრისას. რუბიდიუმი, მათ შორის, შეუძლია თავისთავად აალება ჰაერთან კონტაქტისას მასში არსებული ჟანგბადის გამო და, შესაბამისად, მისი მართვა მოითხოვს ზრუნვას, ბოლოს და ბოლოს, ტუტე ლითონების კიდევ ერთი კლასიკური მახასიათებელია მათი ძალიან რეაქტიული. ქვემოთ მოყვანილი რეაქცია გვიჩვენებს რუბიდიუმის რეაქციას ჟანგბადთან, წარმოქმნის ოქსიდს ტუტე ხასიათით.

4 რუბლი _(s) + ო_2(გ) → 2 რუბლი₂ო _(s)

სხვა ქვედა ტუტე ლითონებთან შედარებით ატომური სხივი (ლითიუმი, ნატრიუმი და კალიუმი), რუბიდიუმის რეაქცია წყალთან ან ჟანგბადთან უფრო მძაფრია, ვინაიდან მის ვალენტურ ელექტრონს უფრო დიდი ენერგია აქვს.

წაიკითხეთ ასევე: ნიობიუმი - ლითონი სხვადასხვა სამრეწველო და კომერციული გამოყენების

რუბიდიუმის ისტორია

რუბიდიუმი იყო აღმოაჩინეს 1861 წელს გერმანელმა მეცნიერებმა გუსტავ კირხჰოფმა და რობერტ ბუნსენმაგერმანიაში, ქალაქ ჰაიდელბერგში. მათი ახლად გამოგონილი ინსტრუმენტის გამოყენებით, სპექტროსკოპი, კირხჰოფმა და ბუნსენმა ჩაატარეს ანალიზი ნიმუშები მანამ, სანამ არ იპოვეს ორი ახალი ელემენტი: ცეზიუმი (Cs), მინერალურ წყალში და რუბიდიუმი, მინერალში ლეპიდოლიტი.

სახელწოდება რუბიდიუმი მოდის მისი სპექტრული ემისიის ხაზის ფერიდან, რომელიც არის წითელი (რუბიდიუსილათინურად). ბუნსენმა მოახერხა მეტალის რუბიდიუმის ნიმუშების იზოლირებაც კი.

სად არის ნაპოვნი რუბიდიუმი?

არცერთ მადანს არ აქვს რუბიდიუმი, როგორც პრიორიტეტული კომპონენტი. მისი ყველაზე დიდი გამოვლინებაა ლეპიდოლიტის და პოლიციტის ქვეპროდუქტი, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს შესაბამისად 3.5% და 1.5% რუბიდიუმის ოქსიდს. ამ მინერალის რეზერვები მთელ მსოფლიოშია გავრცელებულიროგორც ავსტრალიაში, კანადაში, ჩინეთში, ნამიბიასა და ზიმბაბვეში, თუმცა მინერალის მოპოვებისა და გადამუშავების პროცესებს ჯერ კიდევ აკრძალული ხარჯები აქვს.

ლეპიდოლიტის ფრაგმენტი, მადანი, რომელსაც აქვს ლითიუმი, როგორც მისი ძირითადი შემადგენელი ნაწილი, მაგრამ მასში დაახლოებით 3,5% რუბიდიუმის ოქსიდია.

რუბიდიუმის აპლიკაციები

ო შუშის სპეციალური ბაზარი რუბიდიუმისთვის მთავარია, ასევე ფოტოცელებით. მისი მსგავსი ცეზიუმის გარდა, რუბიდიუმი ასევე გამოიყენება წარმოებაში ატომური საათები, უკიდურესი სიზუსტის და განსაკუთრებული მნიშვნელობის მოწყობილობები GPS-ის, გლობალური პოზიციონირების სისტემის დაკალიბრებისთვის. განსხვავება ცეზიუმის საათებთან არის ის, რომ რუბიდიუმის ატომური საათები, გარდა იმისა, რომ იაფია, შეიძლება დამზადდეს რომლებიც დაახლოებით ასანთის კოლოფის ზომისაა და მაინც ზუსტია მილიონობით ან თუნდაც მილიარდობით წლის.

ცეზიუმის ატომური საათი, რომელიც მდებარეობს გერმანიაში, რომელიც ინარჩუნებს სიზუსტეს 2 მილიონი წლის განმავლობაში. [1]

ო რუბიდიუმი ბუნებრივად გვხვდება ორი იზოტოპის სახით., ო ⁸⁵Rb, რომელიც სტაბილურია და ⁸⁷Rb, რადიოაქტიური, დროთა განმავლობაში ნახევარი ცხოვრება 48,8 მილიარდი წლის განმავლობაში. ეს კვლავ აძლევს საათის ფუნქციას ამ იზოტოპს, მაგრამ გეოლოგიურ საათს. ო ⁸⁷Rb განიცდის რადიოაქტიურ დაშლას იზოტოპამდე ⁸⁷Sr, რომელიც სტაბილურია, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ შეადაროთ რაოდენობა ⁸⁷Rb და ⁸⁷Sr ბუნებრივად წარმოქმნილი იზოტოპით ⁸⁶Sr როკ გაცნობისთვის.

იმის გამო, რომ ის ადვილად იონირდება, რუბიდიუმი განიხილება კოსმოსურ ხომალდებში იონურ ძრავებში გამოსაყენებლად, ა იონური მამოძრავებელი სისტემა, ბევრად უფრო ეკონომიურია, ვიდრე ჩვეულებრივი მამოძრავებელი, და შეუძლია უფრო მეტი რაკეტების დამზადება მსუბუქი. RbAg ნაერთი₄მე₅ ასევე დადასტურდა, რომ ის მნიშვნელოვანია, რადგან ის ამჟამად არის იონური კრისტალი უმაღლესი გამტარობით გარემო პირობები, რაც მას აყენებს თხელფილიან ბატარეებში გამოყენების მდგომარეობაში.

რუბიდიუმის კარბონატი გამოიყენება მასალების ელექტრული გამტარობის შესამცირებლად, რაც აუმჯობესებს ოპტიკურ-ბოჭკოვანი სატელეკომუნიკაციო ქსელების სტაბილურობას და გამძლეობას. რუბიდიუმის ქლორიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას დეპრესიის სამკურნალოდ. სხვა აპლიკაციებში, რუბიდიუმის ჰიდროქსიდი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფეიერვერკების დასამზადებლად სხვა ელემენტების დაჟანგვის მიზნით და ამით იისფერი ტონების წარმოქმნის მიზნით.

წაიკითხეთ ასევე: ტელურიუმი - ქიმიური ელემენტი გოგირდის მსგავსი ქიმიით

რა სიფრთხილის ზომები უნდა იქნას მიღებული რუბიდიუმთან დაკავშირებით?

ბუნებრივ რუბიდიუმთან ზემოქმედების შედეგად ადამიანის ჯანმრთელობისთვის გამოწვეული პრობლემები ცნობილი არ არის და მის გამოყენებას მცირე გავლენა აქვს გარემოზე.

თუმცა, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მეტალის სახით რუბიდიუმის დამუშავება სიფრთხილით უნდა მოხდეს, რადგან ჰაერთან შეხებისას მას შეუძლია სპონტანურად აალება. შენი წყალთან რეაქცია ასევე ძალიან ფეთქებადია, ამიტომ, ექსპერიმენტებში უნდა იქნას გამოყენებული რუბიდიუმის კონტროლირებადი რაოდენობა.

ამოხსნილი სავარჯიშოები

კითხვა 1 - (UFU/2008)

დედამიწისა და ქანების ასაკის დასადგენად, მეცნიერები იყენებენ რადიოიზოტოპებს ძალიან გრძელი ნახევარგამოყოფის პერიოდით, როგორიცაა ურანი-238 და რუბიდიუმი-87. რუბიდიუმ-87-ის რადიოაქტიური დაშლისას ხდება უარყოფითი ბეტა ნაწილაკის ემისია.

ამ შემთხვევაში ჩამოყალიბებულ ელემენტს აქვს

(A) 49 პროტონი და 38 ნეიტრონი.

(ბ) 37 პროტონი და 50 ნეიტრონი.

(C) 39 პროტონი და 48 ნეიტრონი.

(დ) 38 პროტონი და 49 ნეიტრონი.

რეზოლუცია

კითხვაში ნათქვამია, რომ რუბიდიუმ-87-ის დაშლისას ხდება ნეგატიური ბეტა ნაწილაკის ემისია, რომელიც არის ბირთვიდან გამოდევნილი ელექტრონი დაშლის შედეგად. ნეიტრონი და ამიტომ იგი წარმოდგენილია როგორც _-1β⁰, ანუ მუხტით -1 და უმნიშვნელო მასით, ისევე როგორც ელექტრონი. რადიოაქტიური დაშლის რეაქცია შემდეგია:

₃₇რბ⁸⁷ → _-1β⁰ + _TheX^ბ

ყოფნა The წარმოქმნილი ელემენტის ატომური ნომერი და ბ წარმოქმნილი ელემენტის მასის რაოდენობა.

ასე რომ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ:

• 37 = -1 + a; აქედან გამომდინარე, a = 38;

• 87 = 0 + ბ; აქედან გამომდინარე, b = 87.

ჩვენ ვკარნახობთ ელემენტს ატომური ნომრით 38 და მასის ნომერი 87. ვინაიდან ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება დადგინდეს ფორმულით A = Z + n, გამოთვლა კეთდება:

87 = 38 + n; ამიტომ n = 49

ამიტომ, ელემენტი წარმოქმნილი აქვს 38 პროტონი და 49 ელექტრონი.

კითხვა 2 - (IFGO/2012)

რუბიდიუმი არის ტუტე მეტალი, რომელსაც აქვს მბზინავი ვერცხლისფერი თეთრი ფერი, რომელიც სწრაფად ქრება ჰაერთან კონტაქტში. სილიციუმი დედამიწის ქერქში მეორე ყველაზე უხვი ელემენტია. რუბიდიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფოტოელექტრიკულ უჯრედებში და სილიციუმი მიკროელექტრონული მოწყობილობების წარმოებაში.

ამ ორი ელემენტის შედარებისას, სწორია იმის თქმა, რომ:

(ა) სილიკონს უფრო დიდი ატომური რადიუსი აქვს.

(B) სილიკონს აქვს უფრო დიდი ელექტრონებთან კავშირი.

(C) რუბიდიუმს აქვს უფრო მაღალი იონიზაციის ენერგია.

(დ) სილიციუმი ნაკლებად ელექტროუარყოფითია.

(E) რუბიდიუმი ნაკლებად კარგავს ელექტრონებს.

რეზოლუცია

ო სილიკონი არის მე-14 ოჯახის არამეტალი, რომელიც პერიოდული ცხრილის მესამე პერიოდშია. რუბიდიუმი არის ტუტე მეტალი პერიოდული ცხრილის მეხუთე პერიოდიდან.

მაშასადამე, რუბიდიუმს უფრო დიდი ატომური რადიუსი აქვს ვიდრე სილიკონი, ვინაიდან რაც უფრო გრძელია პერიოდი, რაც უფრო მეტია ელექტრონული ფენების რაოდენობა და, შესაბამისად, მით მეტია ატომური რადიუსი, რაც არღვევს ალტერნატიულ A-ს.

THE იონიზაციის ენერგია არის ენერგია, რომელიც საჭიროა იზოლირებული ატომიდან აირისებრ მდგომარეობაში მყოფი ვალენტური ელექტრონის ამოსაღებად, ანუ ეს დაკავშირებულია მოცემული ელემენტიდან ვალენტური ელექტრონების ამოღების სიადვილთან. რუბიდიუმი, როგორც ტუტე მეტალი, 5s ქვედონის¹, აქვს ელექტრონების დაკარგვის მეტი ტენდენცია; შესაბამისად, იონიზაციის დაბალი ენერგია, ლითონების კლასიკური თვისება, მათ შორის. ამიტომ ალტერნატივა C და E არ შეიძლება იყოს სწორი.

სილიციუმი არანაკლებ ელექტროუარყოფითია ვიდრე რუბიდიუმი, რადგან სილიციუმი არის ერთგვარი მცირე ატომური რადიუსი და უფრო მცირე ატომური რადიუსის ელემენტებს აქვთ უფრო დიდი ელექტრონეგატიურობა, ამიტომ ასო D არ შეიძლება იყოს სწორი.

ამრიგად, შაბლონი არის ასო B, რადგან სინამდვილეში სილიკონს აქვს უფრო დიდი ელექტრონული აფინურობა, რაც არის ენერგია, რომელიც გამოიყოფა ან შეიწოვება ატომის მიერ, როდესაც ის იღებს ელექტრონს თავის შიგნით. ვალენტური ფენა. როდესაც პროცესი ხელსაყრელია, ენერგია იხსნება და ელექტრონების აფინურობა უფრო მაღალია, წინააღმდეგ შემთხვევაში ენერგია შეიწოვება და ელექტრონების აფინურობა დაბალია. იმის გამო, რომ რუბიდიუმს აქვს ელექტრონების დაკარგვის უფრო მეტი ტენდენცია, მას არ შეიძლება ჰქონდეს უფრო დიდი ელექტრონებთან კავშირი, ვიდრე სილიციუმი.

გამოსახულების კრედიტები

[1] გეოგიფი / Shutterstock.com

სტეფანო არაუხო ნოვაისის მიერ
ქიმიის მასწავლებელი