루비듐: 속성, 역사, 특성

영형 루비듐, 원자 번호 37, 원자 질량 85.5u의 매우 부드러운 알칼리 금속으로 흰색 또는 은색입니다. 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 이 원소는 물 및 공기와 격렬하게 반응합니다. 녹는점은 39°C이고 끓는점은 688°C입니다.

1861년에 발견되었다. 독일 과학자 Gustav Kirchhoff와 Robert Bunsen이 분광기로 lepidolite 광물을 분석하는 동안. 광전지, 특수 유리 제조 및 우주선 이온 엔진의 추진제로 사용할 수 있습니다. 루비듐은 많은 수의 화합물을 형성하지만 그 중 어느 것도 아직 상업적으로 많이 사용되지는 않습니다.

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요약

• 알칼리 금속 원자 번호 37 그리고 원자 질량 85.5유

• 은백색을 띠고 있습니다.

• 1861년 Gustav Kirchhoff와 Robert Bunsen에 의해 발견되었습니다.

• 물과 격렬하게 반응하고 공기와 접촉하면 자발적으로 탈 수 있음.

• 다른 알칼리 금속과 마찬가지로 매우 부드럽습니다.

• 특수 유리 및 원자 시계 제조에 사용됩니다.

루비듐 속성

• 상징: Rb

• 원자 질량: 85.5유

• 원자 번호: 37.

• 전기 음성도: 0,82.

• 밀도: 1.53g/cm³.

• 퓨전 포인트: 39°C

• 비점: 668°C

• 전자 구성: [크] 5초^1.

• 화학 시리즈: 알칼리 금속.

루비듐 특성

전체처럼 금속 원소, 루비듐은 특징적인 광택, 흰색 또는 은색 외에도. 루비듐은 주기율표의 알칼리 금속족에 속하므로 다른 금속에 비해 밀도가 높지 않은 등 이 계열의 고전적인 특성을 가지고 있습니다. 매우 부드럽습니다. 간단한 칼로도 자를 수 있습니다. 또한 물과 격렬하게 반응하여 반응이 보여주듯이 염기성 화합물(알칼리성)을 형성하기 때문입니다. 따르다:

2렙 _(NS) + H₂영형 ₍₁₎ → 2RbOH _(여기) + H_2(NS)

영형 수소 이 반응에서 생성된 는 공기 중에 존재하는 산소를 만나면 발화됩니다. 다음을 포함하는 루비듐, 공기와 접촉하여 스스로 발화할 수 있음 그 안에 존재하는 산소 때문에 취급에 주의가 필요합니다. 결국 알칼리 금속의 또 다른 고전적인 특징은 매우 반응성이 있다는 것입니다. 아래 반응은 루비듐이 산소와 반응하여 알칼리성 산화물을 형성하는 것을 보여줍니다.

4렙 _(NS) + 오_2(NS) → 2렙₂영형 _(NS)

다른 낮은 알칼리 금속에 비해 원자 광선 (리튬, 나트륨 및 칼륨), 루비듐과 물 또는 산소의 반응이 더 격렬함, 원자가 전자가 더 큰 에너지를 갖기 때문입니다.

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루비듐 역사

루비듐은 1861년 독일 과학자 Gustav Kirchhoff와 Robert Bunsen이 발견, 독일 하이델베르크 시에서. 새로 발명된 분광기를 사용하여 Kirchhoff와 Bunsen은 다음을 분석했습니다. 미네랄 워터의 세슘(Cs)과 미네랄의 루비듐이라는 두 가지 새로운 요소를 발견할 때까지 샘플 레피돌라이트.

루비듐이라는 이름은 스펙트럼 방출선의 색이 빨간색(빨간색)에서 따온 것입니다.루비디우스, 라틴어). Bunsen은 금속 루비듐 샘플을 분리하기까지 했습니다.

루비듐은 어디에서 발견됩니까?

루비듐을 우선적으로 구성하는 광석은 없습니다. 그것의 가장 큰 발생은 lepidolite와 polucite의 부산물로 각각 3.5%와 1.5%의 산화루비듐을 함유할 수 있습니다. 이 광물의 매장량은 전 세계에 퍼져 있습니다., 호주, 캐나다, 중국, 나미비아 및 짐바브웨에서와 같이 광물의 추출 및 가공 과정에는 여전히 엄청난 비용이 듭니다.

레피돌라이트(lepidolite)의 파편으로 리튬을 주성분으로 하지만 산화루비듐이 질량비로 약 3.5% 함유된 광석.

루비듐 응용

영형 특수 유리 시장은 루비듐의 주요 시장입니다., 광전지뿐만 아니라. 유사한 세슘뿐만 아니라 루비듐도 제조에 사용됩니다. 원자 시계, GPS(Global Positioning System) 보정에 매우 정밀하고 매우 중요한 장치. 세슘 시계와의 차이점은 루비듐 원자 시계는 저렴할 뿐만 아니라 성냥갑만한 크기이지만 수백만 또는 수십억의 정확도를 유지합니다. 살이에요.

200만년 동안 정확도를 유지하는 독일에 위치한 세슘 원자시계. [1]

영형 루비듐은 두 개의 동위원소로 자연적으로 발생합니다., 오 ⁸⁵안정한 Rb와 ⁸⁷Rb, 방사성, 시간이 지남에 따라 반감기 488억 년. 이것은 다시 이 동위원소에 시계 기능을 부여하지만 지질학적 시계입니다. 영형 ⁸⁷Rb는 동위원소로 방사성 붕괴를 겪는다. ⁸⁷Sr은 안정적이므로 양을 비교할 수 있습니다. ⁸⁷Rb 및 ⁸⁷자연 발생 동위 원소를 가진 Sr ⁸⁶록 데이트를위한 Sr.

루비듐은 쉽게 이온화되기 때문에 우주선의 이온 엔진에 사용하는 것이 고려되었습니다. 이온 추진기 시스템은 기존 추진기보다 훨씬 경제적이며 로켓을 더 많이 만들 수 있습니다. 빛. RbAg 화합물₄NS₅ 현재 가장 높은 전도도를 가진 이온 결정이기 때문에 중요한 것으로 나타났습니다. 박막 배터리에 사용되는 위치에 놓이는 주변 조건.

탄산 루비듐은 재료의 전기 전도도를 줄이는 데 사용되어 광섬유 통신 네트워크의 안정성과 내구성을 향상시킵니다. 루비듐 클로라이드는 우울증 치료에 사용할 수 있습니다. 다른 응용 분야에서 수산화 루비듐은 불꽃 놀이를 만들어 다른 요소를 산화시켜 보라색 톤을 생성하는 데 사용할 수도 있습니다.

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루비듐 사용 시 어떤 예방책을 취해야 하나요?

천연 루비듐 노출로 인한 인체 건강상의 문제는 알려진 바 없으며 사용 시 환경에 미치는 영향이 거의 없습니다.

그러나 앞서 언급한 바와 같이 금속 형태의 루비듐은 공기와 접촉하면 자연 발화할 수 있으므로 주의하여 취급해야 합니다. 당신의 물과의 반응도 매우 폭발적이며, 따라서 통제된 양의 루비듐을 실험에 사용해야 합니다.

풀린 연습

질문 1 — (UFU/2008)

지구와 암석의 나이를 결정하기 위해 과학자들은 우라늄-238 및 루비듐-87과 같이 반감기가 매우 긴 방사성 동위원소를 사용합니다. 루비듐-87의 방사성 붕괴에서 음의 베타 입자가 방출됩니다.

이 경우 형성된 요소는

(A) 49개의 양성자와 38개의 중성자.

(B) 37개의 양성자와 50개의 중성자.

(C) 39개의 양성자와 48개의 중성자.

(D) 38개의 양성자와 49개의 중성자.

해결

문제는 루비듐-87이 붕괴할 때 음의 베타 입자가 방출된다는 것입니다. 중성자 따라서 다음과 같이 표시됩니다. _-1β⁰, 즉 전자와 마찬가지로 전하가 -1이고 질량은 무시할 수 있습니다. 방사성 붕괴 반응은 다음과 같습니다.

₃₇Rb⁸⁷ → _-1β⁰ + _NSNS^NS

존재 NS 형성된 원소의 원자번호와 NS 형성된 요소의 질량 수.

따라서 다음과 같이 말할 수 있습니다.

• 37 = -1 + 에이; 따라서 a = 38;

• 87 = 0 + b; 따라서 b = 87입니다.

우리는 원자 번호 38과 질량 번호 87의 원소를 받아쓰고 있습니다. 중성자의 수는 공식 A = Z + n으로 설정할 수 있으므로 다음과 같이 계산됩니다.

87 = 38 + n; 따라서 n = 49

따라서 요소 형성된 38개의 양성자와 49개의 전자를 갖는다.

질문 2 — (IFGO/2012)

루비듐은 알칼리 금속으로 공기와 접촉하면 빠르게 퇴색하는 반짝이는 은백색입니다. 규소는 지각에서 두 번째로 풍부한 원소입니다. 루비듐은 광전 전지 및 마이크로 전자 장치 제조의 실리콘에 사용할 수 있습니다.

이 두 요소를 비교하면 다음과 같이 말하는 것이 옳습니다.

(A) 실리콘은 더 큰 원자 반경을 갖는다.

(B) 실리콘은 전자 친화도가 더 큽니다.

(C) 루비듐은 더 높은 이온화 에너지를 갖는다.

(D) 규소는 전기음성도가 낮습니다.

(E) 루비듐은 전자를 잃을 가능성이 적습니다.

해결

영형 규소 주기율표 3주기에 속하는 14족의 비금속이다. 루비듐은 주기율표 5주기의 알칼리 금속입니다.

따라서 루비듐은 실리콘보다 원자 반경이 더 크므로 주기가 길수록 전자 층이 많을수록 원자 반경이 커지므로 대안 A가 무효화됩니다.

NS 이온화 에너지 는 기체 상태의 고립된 원자에서 원자가 전자를 제거하는 데 필요한 에너지, 즉 주어진 원소에서 원자가 전자를 쉽게 제거하는 것과 관련이 있습니다. 5s 하위 수준의 알칼리 금속인 루비듐¹, 전자를 잃는 경향이 더 큽니다. 따라서 금속의 고전적인 특성인 더 낮은 이온화 에너지를 포함합니다. 따라서 대안 C와 E는 올바르지 않습니다.

규소는 원자 반경이 작은 종류이므로 규소는 루비듐보다 전기음성도가 낮습니다. 더 작은 원자 반경의 원소는 더 큰 전기 음성도를 가지므로 문자 D는 옳은.

따라서 템플릿은 문자 B입니다. 사실 실리콘은 전자 친화도가 더 크기 때문입니다. 전자 친화도는 원자에서 전자를 받을 때 방출되거나 흡수되는 에너지입니다. 원자가 층. 공정이 유리하면 에너지가 방출되고 전자 친화도가 높으며 그렇지 않으면 에너지가 흡수되어 전자 친화도가 낮아집니다. 루비듐은 전자를 잃는 경향이 더 크기 때문에 실리콘보다 더 큰 전자 친화력을 가질 수 없습니다.

이미지 크레딧

[1] 지리 / Shutterstock.com

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