O rubidium, met atoomnummer 37 en atoommassa van 85,5 u, is een zeer zacht alkalimetaal, wit of zilver van kleur. Net als andere alkalimetalen reageert dit element heftig met water en lucht. Het smeltpunt is 39 ° C, terwijl het kookpunt 688 ° C is.
Het werd ontdekt in 1861 door Duitse wetenschappers Gustav Kirchhoff en Robert Bunsen tijdens analyse van het mineraal lepidoliet met een spectroscoop. Het kan worden gebruikt bij de vervaardiging van fotocellen, speciale glazen en als drijfgas in ionenmotoren voor ruimtevaartuigen. Rubidium vormt een groot aantal verbindingen, hoewel geen van hen nog een significante commerciële toepassing heeft.
Lees ook: Koolstof — een van de meest voorkomende elementen in het universum
Samenvatting
alkalimetaal van atoomnummer 37 en atoom massa 85,5 u.
Het heeft een zilverwitte kleur.
Het werd in 1861 ontdekt door Gustav Kirchhoff en Robert Bunsen.
Reageert heftig met water en kan spontaan verbranden bij contact met lucht.
Het is erg zacht, net als andere alkalimetalen.
Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van speciale glazen en atoomklokken.
Rubidium-eigenschappen
Symbool: Rb
atoom massa: 85,5 u.
atoomnummer: 37.
elektronegativiteit: 0,82.
Dichtheid: 1,53 g/cm³.
Fusiepunt: 39°C.
Kookpunt: 668°C.
elektronische configuratie: [Kr] 5s1.
chemische reeks: alkalimetalen.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Rubidium-kenmerken:
zoals heel metalen element, de rubidium heeft een karakteristieke glans, naast een witte of zilveren kleur. Omdat het tot de groep van alkalimetalen in het periodiek systeem behoort, heeft rubidium de klassieke kenmerken van deze familie, zoals het feit dat het niet erg dicht is in vergelijking met andere metalen. extreem zacht - het kan zelfs met een eenvoudig mes worden gesneden - en ook omdat het heftig reageert met water en een basische verbinding (alkalisch) vormt, zoals de reactie laat zien volgen:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (hier) + H2(G)
O waterstof gegenereerd in deze reactie wordt ontstoken bij het ontmoeten van de zuurstof in de lucht. De rubidium, inclusief, kan uit zichzelf ontbranden in contact met lucht vanwege de zuurstof die erin aanwezig is en dus de behandeling ervan vereist voorzichtigheid, is tenslotte een ander klassiek kenmerk van alkalimetalen dat ze zeer reactief zijn. Onderstaande reactie toont de reactie van rubidium met zuurstof, waarbij een oxide met een alkalisch karakter wordt gevormd.
4 Rb (s) + O2(G) → 2 Rb2O (s)
In vergelijking met andere alkalimetalen met een lagere atoomstraal (lithium, natrium en kalium), de Reacties van rubidium met water of zuurstof zijn heftiger, omdat het valentie-elektron meer energie heeft.
Lees ook: Niobium — een metaal met verschillende industriële en commerciële toepassingen
Rubidium geschiedenis
de rubidium was ontdekt in 1861 door Duitse wetenschappers Gustav Kirchhoff en Robert Bunsen, in de stad Heidelberg, Duitsland. Met behulp van hun nieuw uitgevonden instrument, de spectroscoop, voerden Kirchhoff en Bunsen analyses uit van monsters totdat ze twee nieuwe elementen vonden: cesium (Cs), in mineraalwater, en rubidium, in mineraal lepidoliet.
De naam rubidium komt van de kleur van de spectrale emissielijn, die rood is (rubidius, in Latijns). Bunsen slaagde er zelfs in metalen rubidiummonsters te isoleren.
Waar wordt Rubidium gevonden?
Geen erts heeft rubidium als prioriteitsbestanddeel. Het komt het meest voor als bijproduct in lepidoliet en poluciet, die respectievelijk 3,5% en 1,5% rubidiumoxide kunnen bevatten. Reserves van dit mineraal zijn verspreid over de hele wereld, zoals in Australië, Canada, China, Namibië en Zimbabwe, maar de processen van winning en verwerking van het mineraal hebben nog steeds onbetaalbare kosten.
Rubidium-toepassingen
O speciale glasmarkt is de belangrijkste voor rubidium, evenals fotocellen. Naast het vergelijkbare cesium wordt rubidium ook gebruikt bij de vervaardiging van: atoomklokken, apparaten van extreme precisie en van extreem belang voor de kalibratie van GPS, het Global Positioning System. Het verschil met cesiumklokken is dat rubidium-atoomklokken niet alleen goedkoop zijn, maar ook voor die ongeveer zo groot zijn als een luciferdoosje en toch miljoenen of zelfs miljarden nauwkeurig blijven jaar oud.
![Cesium Atomic Clock, gevestigd in Duitsland, die 2 miljoen jaar nauwkeurig blijft. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubidium komt van nature voor als twee isotopen., O 85Rb, die stabiel is, en de 87Rb, radioactief, met tijd tot halveringstijd van 48,8 miljard jaar. Dit geeft weer de klokfunctie aan deze isotoop, maar dan een geologische klok. O 87Rb ondergaat radioactief verval naar de isotoop 87Sr, wat stabiel is, dus je kunt de hoeveelheden van vergelijken 87Rb en 87Sr met de natuurlijk voorkomende isotoop 86Sr voor rock dating.
Omdat het gemakkelijk ioniseert, is rubidium overwogen voor gebruik in ionenmotoren in ruimtevaartuigen, a ion-stuwraketsysteem, veel zuiniger dan conventionele stuwraketten, en kan raketten meer maken licht. De RbAg-verbinding4l5 is ook belangrijk gebleken, aangezien het momenteel het ionische kristal is met de hoogste geleidbaarheid omgevingsomstandigheden, waardoor het geschikt is voor gebruik in dunnefilmbatterijen.
Rubidiumcarbonaat wordt gebruikt om de elektrische geleidbaarheid van materialen te verminderen, wat de stabiliteit en duurzaamheid van glasvezeltelecommunicatienetwerken verbetert. Rubidiumchloride kan worden gebruikt om depressie te behandelen. In andere toepassingen kan rubidiumhydroxide ook worden gebruikt bij het maken van vuurwerk om andere elementen te oxideren en zo violette tinten te produceren.
Lees ook: Tellurium - scheikundig element met chemie vergelijkbaar met zwavel
Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen met rubidium?
Er zijn geen bekende problemen voor de menselijke gezondheid als gevolg van blootstelling aan natuurlijk rubidium, en het gebruik ervan heeft weinig impact op het milieu.
Zoals eerder vermeld, moet het hanteren van rubidium in metallische vorm echter voorzichtig gebeuren, omdat het spontaan kan ontbranden wanneer het in contact komt met lucht. Jouw reactie met water is ook zeer explosief, daarom moeten in de experimenten gecontroleerde hoeveelheden rubidium worden gebruikt.
opgeloste oefeningen
Vraag 1 — (UFU/2008)
Om de ouderdom van aarde en gesteente te bepalen, gebruiken wetenschappers radio-isotopen met zeer lange halfwaardetijden, zoals uranium-238 en rubidium-87. Bij het radioactieve verval van Rubidium-87 is er emissie van een negatief bètadeeltje.
In dit geval heeft het gevormde element
(A) 49 protonen en 38 neutronen.
(B) 37 protonen en 50 neutronen.
(C) 39 protonen en 48 neutronen.
(D) 38 protonen en 49 neutronen.
Oplossing
De vraag stelt dat er bij het verval van rubidium-87 de emissie plaatsvindt van een negatief bètadeeltje, een elektron dat uit de kern wordt uitgestoten door de desintegratie van een neutron en daarom wordt het weergegeven als -1β0, dat wil zeggen, met lading -1 en verwaarloosbare massa, net als het elektron. De radioactieve vervalreactie is als volgt:
37Rb87 → -1β0 + DexB
Wezen De het atoomnummer van het gevormde element en B het massagetal van het gevormde element.
We kunnen dus zeggen dat:
37 = -1 + een; vandaar, a = 38;
87 = 0 + b; dus b = 87.
We dicteren een element van atoomnummer 38 en massagetal 87. Aangezien het aantal neutronen kan worden bepaald met de formule A = Z + n, wordt de berekening gedaan:
87 = 38 + n; daarom n = 49
Daarom, de element gevormd heeft 38 protonen en 49 elektronen.
Vraag 2 — (IFGO/2012)
Rubidium is een alkalimetaal met een glanzende zilverwitte kleur die snel vervaagt in contact met lucht. Silicium is het op één na meest voorkomende element in de aardkorst. Rubidium kan worden gebruikt in foto-elektrische cellen en silicium bij de vervaardiging van micro-elektronische apparaten.
Als we deze twee elementen vergelijken, is het correct om te stellen dat:
(A) silicium heeft een grotere atomaire straal.
(B) silicium heeft een grotere elektronenaffiniteit.
(C) rubidium heeft een hogere ionisatie-energie.
(D) silicium is minder elektronegatief.
(E) rubidium heeft minder kans om elektronen te verliezen.
Oplossing
O silicium is een niet-metaal van familie 14, in de derde periode van het periodiek systeem. Rubidium is een alkalimetaal uit de vijfde periode van het periodiek systeem.
Daarom heeft rubidium een grotere atomaire straal dan silicium, aangezien hoe langer de periode, hoe groter het aantal elektronische lagen en dus hoe groter de atomaire straal, die alternatief A ongeldig maakt.
DE ionisatieenergie is de energie die nodig is om een valentie-elektron te verwijderen van een geïsoleerd atoom in de gasvormige toestand, dat wil zeggen, het heeft te maken met het gemak van het verwijderen van valentie-elektronen uit een bepaald element. Rubidium, als alkalimetaal, van 5s subniveau1, heeft een grotere neiging om elektronen te verliezen; daarom een lagere ionisatie-energie, een klassieke eigenschap van metalen, inclusief. Daarom kunnen alternatieven C en E niet correct zijn.
Silicium is niet minder elektronegatief dan rubidium, aangezien silicium een soort kleinere atomaire straal is, en elementen met een kleinere atoomstraal hebben een grotere elektronegativiteit, dus de letter D kan niet zijn juist.
Het sjabloon is dus de letter B, omdat silicium in feite een grotere elektronische affiniteit heeft, wat de energie is die vrijkomt of wordt geabsorbeerd door een atoom wanneer het een elektron ontvangt in zijn valentie laag. Wanneer het proces gunstig is, komt er energie vrij en is de elektronenaffiniteit hoger, anders wordt energie geabsorbeerd en is de elektronenaffiniteit lager. Omdat rubidium een grotere neiging heeft om elektronen te verliezen, kan het geen grotere elektronenaffiniteit hebben dan silicium.
Afbeeldingscredits
[1] geogif / Shutterstock.com
Door Stefano Araújo Novais
Scheikundeleraar
