O rubīdijs, ar atomu skaitu 37 un atommasu 85,5 u, ir ļoti mīksts sārmu metāls, baltā vai sudraba krāsā. Tāpat kā citi sārmu metāli, šis elements spēcīgi reaģē ar ūdeni un gaisu. Tā kušanas temperatūra ir 39 °C, bet viršanas temperatūra ir 688 °C.
Tas tika atklāts 1861. gadā Vācu zinātnieki Gustavs Kirhhofs un Roberts Bunsens, analizējot minerālu lepidolītu ar spektroskopu. To var izmantot fotoelementu, speciālo stiklu ražošanā un kā propelentu kosmosa kuģu jonu dzinējos. Rubidijs veido lielu skaitu savienojumu, lai gan nevienam no tiem vēl nav būtisku komerciālu pielietojumu.
Izlasi arī: Ogleklis - viens no visbagātīgākajiem elementiem Visumā
Kopsavilkums
sārmu metāls no atomskaitlis 37 un atomu masa 85,5 u.
Tam ir sudrabaini balta krāsa.
To 1861. gadā atklāja Gustavs Kirhhofs un Roberts Bunsens.
Spēcīgi reaģē ar ūdeni un var spontāni apdegt, saskaroties ar gaisu.
Tas ir ļoti mīksts, tāpat kā citi sārmu metāli.
To izmanto īpašu brilles un atompulksteņu ražošanā.
Rubidija īpašības
Simbols: Rb
atomu masa: 85,5 u.
atomskaitlis: 37.
elektronegativitāte: 0,82.
Blīvums: 1,53 g/cm³.
Sadales punkts: 39°C.
Vārīšanās punkts: 668°C.
elektroniskā konfigurācija: [Kr] 5s1.
ķīmiskā sērija: sārmu metāli.
Rubidija īpašības
kā vesels metālisks elements, rubīdijam ir a raksturīgs spīdums, papildus baltā vai sudraba krāsā. Tā kā rubīdijs pieder pie sārmu metālu grupas periodiskajā tabulā, tam piemīt klasiskās šīs saimes īpašības, piemēram, tas, ka tas nav īpaši blīvs salīdzinājumā ar citiem metāliem. ārkārtīgi mīksts — to var pat sagriezt ar vienkāršu nazi — un arī tāpēc, ka tas spēcīgi reaģē ar ūdeni, veidojot bāzisku savienojumu (sārmainu), kā liecina reakcija sekot:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (šeit) + H2(g)
O ūdeņradis Šajā reakcijā radītais tiek aizdedzināts, saskaroties ar gaisā esošo skābekli. Rubīdijs, ieskaitot saskarē ar gaisu var aizdegties pati jo tajā ir skābeklis, un tāpēc ar to ir nepieciešama piesardzība, galu galā vēl viena klasiska sārmu metālu īpašība ir tā, ka tie ir ļoti reaģējoši. Zemāk redzamā reakcija parāda rubīdija reakciju ar skābekli, veidojot oksīdu ar sārmainu raksturu.
4 Rb (s) + O2(g) → 2 Rb2O (s)
Salīdzinājumā ar citiem zemākas klases sārmu metāliem atomu stars (litijs, nātrijs un kālijs), Rubīdija reakcijas ar ūdeni vai skābekli ir vardarbīgākas, jo tā valences elektronam ir lielāka enerģija.
Izlasi arī: Niobijs — metāls ar dažādiem rūpnieciskiem un komerciāliem pielietojumiem
Rubidija vēsture
rubīdijs bija 1861. gadā atklāja vācu zinātnieki Gustavs Kirhhofs un Roberts Bunsens, Heidelbergas pilsētā, Vācijā. Izmantojot savu jaunizgudroto instrumentu, spektroskopu, Kirchhoff un Bunsen veica analīzi paraugus, līdz viņi atrada divus jaunus elementus: cēziju (Cs) minerālūdenī un rubīdiju minerālā lepidolīts.
Rubīdija nosaukums cēlies no tā spektrālās emisijas līnijas krāsas, kas ir sarkana (rubidius, latīņu valodā). Bunsenam pat izdevās izolēt metāliskā rubīdija paraugus.
Kur atrodams rubidijs?
Nevienā rūdā rubīdijs nav prioritāra sastāvdaļa. Visbiežāk tā sastopama kā blakusprodukts lepidolītā un polūcītā, kas var saturēt attiecīgi 3,5% un 1,5% rubīdija oksīda. Šī minerāla rezerves ir izplatītas visā pasaulē, tāpat kā Austrālijā, Kanādā, Ķīnā, Namībijā un Zimbabvē, tomēr derīgo izrakteņu ieguves un pārstrādes procesi joprojām rada pārmērīgas izmaksas.
Rubidija lietojumprogrammas
O īpašais stikla tirgus ir galvenais rubīdija tirgus, kā arī fotoelementi. Papildus tam līdzīgajam cēzijam, rubīdijs tiek izmantots arī tā ražošanā atomu pulksteņi, ierīces ar ārkārtēju precizitāti un ārkārtīgi svarīgas GPS, globālās pozicionēšanas sistēmas, kalibrēšanai. Atšķirība no cēzija pulksteņiem ir tāda, ka rubīdija atompulksteņus var ražot ne tikai zemām izmaksām, bet arī kas ir aptuveni sērkociņu kastītes lielumā un tomēr saglabājas miljoniem vai pat miljardu precīzas gadus vecs.
![Cēzija atompulkstenis, kas atrodas Vācijā, kas saglabās precizitāti 2 miljonus gadu. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubīdijs dabā sastopams kā divi izotopi., O 85Rb, kas ir stabils, un 87Rb, radioaktīvs, ar laiku līdz Pus dzīve 48,8 miljardu gadu. Tas šim izotopam atkal piešķir pulksteņa funkciju, bet ģeoloģisko pulksteni. O 87Rb tiek pakļauts radioaktīvai sabrukšanai līdz izotopam 87Sr, kas ir stabils, lai jūs varētu salīdzināt summas 87Rb un 87Sr ar dabā sastopamo izotopu 86Sr rokam iepazans.
Tā kā rubīdijs viegli jonizējas, ir apsvērts to izmantot kosmosa kuģu jonu dzinējos, a jonu dzinēju sistēma, daudz ekonomiskāka nekā parastie dzinēji, un var padarīt raķetes vairāk gaisma. RbAg savienojums4es5 ir izrādījies arī svarīgs, jo pašlaik tas ir jonu kristāls ar visaugstāko vadītspēju apkārtējās vides apstākļiem, kas ļauj to izmantot plānās plēves akumulatoros.
Rubidija karbonātu izmanto, lai samazinātu materiālu elektrovadītspēju, kas uzlabo optisko šķiedru telekomunikāciju tīklu stabilitāti un izturību. Rubidija hlorīdu var lietot depresijas ārstēšanai. Citos lietojumos rubīdija hidroksīdu var izmantot arī uguņošanas ierīču ražošanā, lai oksidētu citus elementus un tādējādi radītu violetos toņus.
Izlasi arī: Telūrs - ķīmisks elements ar sēram līdzīgu ķīmisko sastāvu
Kādi piesardzības pasākumi jāievēro, lietojot rubīdiju?
Nav zināmu problēmu, ko cilvēka veselībai radītu dabiskā rubīdija iedarbība, un tā izmantošanai ir maza ietekme uz vidi.
Tomēr, kā minēts iepriekš, ar rubīdiju metāliskā formā ir jārīkojas piesardzīgi, jo, nonākot saskarē ar gaisu, tas var spontāni aizdegties. Jūsu reakcija ar ūdeni ir arī ļoti sprādzienbīstama, tāpēc eksperimentos ir jāizmanto kontrolēts rubīdija daudzums.
atrisināti vingrinājumi
1. jautājums — (UFU/2008)
Lai noteiktu Zemes un iežu vecumu, zinātnieki izmanto radioizotopus ar ļoti ilgu pussabrukšanas periodu, piemēram, urānu-238 un rubīdiju-87. Rubidija-87 radioaktīvās sabrukšanas gadījumā notiek negatīvas beta daļiņas emisija.
Šajā gadījumā izveidotajam elementam ir
(A) 49 protoni un 38 neitroni.
(B) 37 protoni un 50 neitroni.
(C) 39 protoni un 48 neitroni.
(D) 38 protoni un 49 neitroni.
Izšķirtspēja
Jautājumā teikts, ka rubīdija-87 sabrukšanas laikā notiek negatīvas beta daļiņas emisija, kas ir elektrons, kas izmests no kodola, sadaloties neitronu un tāpēc tas tiek attēlots kā -1β0, tas ir, ar lādiņu -1 un nenozīmīgu masu, tāpat kā elektronam. Radioaktīvās sabrukšanas reakcija ir šāda:
37Rb87 → -1β0 + TheXB
Būt The izveidotā elementa atomskaitlis un B izveidotā elementa masas numurs.
Tātad, mēs varam teikt, ka:
37 = -1 + a; tātad a = 38;
87 = 0 + b; tātad b = 87.
Mēs diktējam elementu ar atomskaitli 38 un masas skaitli 87. Tā kā neitronu skaitu var noteikt pēc formulas A = Z + n, tiek veikts aprēķins:
87 = 38 + n; tāpēc n = 49
Tāpēc, elements veidojas ir 38 protoni un 49 elektroni.
2. jautājums — (IFGO/2012)
Rubidijs ir sārmu metāls, kam ir spīdīga sudrabaini balta krāsa, kas ātri izbalē saskarē ar gaisu. Silīcijs ir otrais visbiežāk sastopamais elements Zemes garozā. Rubidiju var izmantot fotoelektriskajās šūnās un silīciju mikroelektronisko ierīču ražošanā.
Salīdzinot šos divus elementus, ir pareizi teikt, ka:
(A) silīcijam ir lielāks atomu rādiuss.
(B) silīcijam ir lielāka elektronu afinitāte.
(C) rubīdijam ir lielāka jonizācijas enerģija.
(D) silīcijs ir mazāk elektronegatīvs.
(E) rubīdijs mazāk zaudē elektronus.
Izšķirtspēja
O silīcijs ir 14. saimes nemetāls, kas atrodas periodiskās tabulas trešajā periodā. Rubidijs ir sārmu metāls no periodiskās tabulas piektā perioda.
Tāpēc rubīdijam ir lielāks atomu rādiuss nekā silīcijam, jo jo ilgāks periods, jo lielāks elektronisko slāņu skaits un līdz ar to lielāks atomu rādiuss, kas padara alternatīvu A nederīgu.
THE jonizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu valences elektronu no izolēta atoma gāzveida stāvoklī, tas ir, tas ir saistīts ar valences elektronu atdalīšanas vieglumu no konkrētā elementa. Rubidijs kā sārmu metāls, 5s apakšlīmeņa1, ir lielāka tendence zaudēt elektronus; tāpēc zemāka jonizācijas enerģija, klasiska metālu īpašība, ieskaitot. Tāpēc alternatīvas C un E nevar būt pareizas.
Silīcijs ir ne mazāk elektronegatīvs kā rubīdijs, jo silīcijs ir sava veida mazāks atomu rādiuss, un elementiem ar mazāku atomu rādiusu ir lielāka elektronegativitāte, tāpēc burts D nevar būt pareizi.
Tādējādi veidne ir burts B, jo patiesībā silīcijam ir lielāka elektroniskā afinitāte, kas ir enerģija, ko atbrīvo vai absorbē atoms, kad tas savā elektronu saņem. valences slānis. Kad process ir labvēlīgs, enerģija tiek atbrīvota un elektronu afinitāte ir lielāka, pretējā gadījumā enerģija tiek absorbēta un elektronu afinitāte ir mazāka. Tā kā rubīdijam ir lielāka tendence zaudēt elektronus, tam nevar būt lielāka elektronu afinitāte nekā silīcijam.
Attēlu kredīti
[1] ģeogifs / Shutterstock.com
Autors Stefano Araújo Novais
Ķīmijas skolotājs