O rubidiu, cu număr atomic 37 și masă atomică de 85,5 u, este un metal alcalin foarte moale, de culoare albă sau argintie. Ca și alte metale alcaline, acest element reacționează violent cu apa și aerul. Punctul său de topire este de 39 °C, în timp ce punctul său de fierbere este de 688 °C.
A fost descoperit în 1861 de oamenii de știință germani Gustav Kirchhoff și Robert Bunsen în timpul analizei mineralului lepidolit cu un spectroscop. Poate fi folosit la fabricarea fotocelulelor, a sticlelor speciale și ca propulsor în motoarele cu ioni ale navelor spațiale. Rubidiul formează un număr mare de compuși, deși niciunul dintre ei nu are încă aplicații comerciale semnificative.
Citeste si: Carbonul - unul dintre cele mai abundente elemente din univers
rezumat
metal alcalin al numar atomic 37 și masă atomică 85,5 u.
Are o culoare alb-argintiu.
A fost descoperit în 1861 de Gustav Kirchhoff și Robert Bunsen.
Reactioneaza violent cu apa si poate arde spontan la contactul cu aerul.
Este foarte moale, la fel ca alte metale alcaline.
Este folosit la fabricarea de ochelari speciali și ceasuri atomice.
Proprietățile rubidiului
Simbol: Rb
masă atomică: 85,5 u.
numar atomic: 37.
electronegativitatea: 0,82.
Densitate: 1,53 g/cm³.
Punct de fuziune: 39°C.
Punct de fierbere: 668°C.
configuratie electronica: [Kr] 5s1.
serie chimică: Metale alcaline.
Caracteristicile rubidiului
ca întreg element metalic, rubidiul are a strălucire caracteristică, pe lângă o culoare albă sau argintie. Întrucât aparține grupului de metale alcaline din tabelul periodic, rubidiul are caracteristicile clasice ale acestei familii, precum faptul că nu este foarte dens în comparație cu alte metale. extrem de moale — poate fi chiar tăiată cu un simplu cuțit — și, de asemenea, pentru că reacționează violent cu apa, formând un compus bazic (alcalin), după cum arată reacția urma:
2 Rb (e) + H2O (1) → 2 RbOH (Aici) + H2(g)
O hidrogen generată în această reacție se aprinde la întâlnirea cu oxigenul prezent în aer. Rubidiul, inclusiv, se poate aprinde de la sine în contact cu aerul din cauza oxigenului prezent în el și, prin urmare, manipularea lui necesită grijă, până la urmă, o altă caracteristică clasică a metalelor alcaline este că sunt foarte reactive. Reacția de mai jos arată reacția rubidiului cu oxigenul, formând un oxid cu caracter alcalin.
4 Rb (e) + O2(g) → 2 Rb2O (e)
În comparație cu alte metale alcaline de inferioară raza atomică (litiu, sodiu și potasiu), cel Reacțiile rubidiului cu apa sau oxigenul sunt mai violente, deoarece electronul său de valență are o energie mai mare.
Citeste si: Niobiul - un metal cu diverse aplicații industriale și comerciale
Istoria Rubidiului
rubidiul a fost descoperit în 1861 de oamenii de știință germani Gustav Kirchhoff și Robert Bunsen, în orașul Heidelberg, Germania. Folosind instrumentul lor nou inventat, spectroscopul, Kirchhoff și Bunsen au efectuat analize probe până când au găsit două elemente noi: cesiu (Cs), în apă minerală, și rubidiu, în minerale lepidolit.
Numele de rubidiu provine de la culoarea liniei sale de emisie spectrală, care este roșie (rubidius, în latină). Bunsen a reușit chiar să izoleze probe metalice de rubidiu.
Unde se găsește Rubidiu?
Niciun minereu nu are rubidiul ca constituent prioritar. Cea mai mare apariție a acestuia este ca produs secundar în lepidolit și polucit, care pot conține 3,5% și, respectiv, 1,5% oxid de rubidio. Rezervele acestui mineral sunt răspândite în întreaga lume, ca și în Australia, Canada, China, Namibia și Zimbabwe, totuși procesele de extracție și prelucrare a mineralului au încă costuri prohibitive.
Aplicații de Rubidiu
O piața specială de sticlă este cea principală pentru rubidiu, precum și fotocelule. Pe lângă cesiu similar, rubidiul este, de asemenea, utilizat la fabricarea ceasuri atomice, dispozitive de extremă precizie și de extremă importanță pentru calibrarea GPS-ului, Global Positioning System. Diferența cu ceasurile cu cesiu este că ceasurile atomice cu rubidiu, pe lângă faptul că sunt ieftine, pot fi fabricate pentru care sunt de dimensiunea unei cutii de chibrituri și totuși rămân exacte cu milioane sau chiar miliarde de varsta.
![Ceasul atomic cu cesiu, situat în Germania, care va menține precizia timp de 2 milioane de ani. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubidiul apare în mod natural sub formă de doi izotopi., O 85Rb, care este stabil, și 87Rb, radioactiv, cu timp până jumătate de viață de 48,8 miliarde de ani. Acest lucru dă din nou funcția de ceas acestui izotop, dar un ceas geologic. O 87Rb suferă dezintegrare radioactivă la izotop 87Sr, care este stabil, astfel încât să puteți compara cantitățile de 87Rb și 87Sr cu izotopul natural 86Sr pentru întâlniri rock.
Deoarece se ionizează cu ușurință, rubidiul a fost considerat pentru utilizare în motoarele ionice în nave spațiale, a sistem de propulsor ionic, mult mai economic decât propulsoarele convenționale și poate face mai multe rachete ușoară. Compusul RbAg4eu5 s-a dovedit, de asemenea, a fi important, deoarece în prezent este cristalul ionic cu cea mai mare conductivitate condiţiile de mediu, ceea ce îl pune în poziţia de a fi utilizat în bateriile cu peliculă subţire.
Carbonatul de rubidiu este utilizat pentru a reduce conductivitatea electrică a materialelor, ceea ce îmbunătățește stabilitatea și durabilitatea rețelelor de telecomunicații cu fibră optică. Clorura de Rubidiu poate fi utilizată pentru a trata depresia. În alte aplicații, hidroxidul de rubidiu poate fi folosit și la realizarea artificiilor pentru a oxida alte elemente și a produce astfel tonuri violete.
Citeste si: Telur - element chimic cu chimie asemănătoare sulfului
Ce precauții trebuie luate cu rubidiu?
Nu se cunosc probleme cauzate sănătății umane ca urmare a expunerii la rubidiu natural, iar utilizarea acestuia are un impact redus asupra mediului.
Cu toate acestea, după cum sa menționat anterior, manipularea rubidiului sub formă metalică trebuie efectuată cu precauție, deoarece acesta se poate aprinde spontan când intră în contact cu aerul. Ta reacția cu apa este, de asemenea, foarte explozivă, prin urmare, în experimente trebuie utilizate cantități controlate de rubidiu.
exercitii rezolvate
Întrebarea 1 — (UFU/2008)
Pentru a determina vârsta Pământului și a rocilor, oamenii de știință folosesc radioizotopi cu timpi de înjumătățire foarte lungi, cum ar fi Uraniu-238 și Rubidiu-87. În dezintegrarea radioactivă a Rubidiu-87 are loc emisia unei particule beta negative.
În acest caz, elementul format are
(A) 49 de protoni și 38 de neutroni.
(B) 37 de protoni și 50 de neutroni.
(C) 39 de protoni și 48 de neutroni.
(D) 38 de protoni și 49 de neutroni.
Rezoluţie
Întrebarea afirmă că, în dezintegrarea rubidiului-87, are loc emisia unei particule beta negative, care este un electron ejectat din nucleu din dezintegrarea unui neutroni şi de aceea este reprezentată ca -1β0, adică cu sarcină -1 și masă neglijabilă, la fel ca electronul. Reacția de dezintegrare radioactivă este următoarea:
37Rb87 → -1β0 + TheXB
Fiind The numărul atomic al elementului format și B numărul de masă al elementului format.
Deci, putem spune că:
37 = -1 + a; prin urmare, a = 38;
87 = 0 + b; prin urmare, b = 87.
Dictăm un element cu numărul atomic 38 și numărul de masă 87. Deoarece numărul de neutroni poate fi stabilit prin formula A = Z + n, se face calculul:
87 = 38 + n; prin urmare n = 49
De aceea element format are 38 de protoni și 49 de electroni.
Întrebarea 2 — (IFGO/2012)
Rubidiul este un metal alcalin, care are o culoare alb-argintie strălucitoare care se estompează rapid în contact cu aerul. Siliciul este al doilea element cel mai abundent din scoarța terestră. Rubidiul poate fi utilizat în celule fotoelectrice și siliciu la fabricarea dispozitivelor microelectronice.
Comparând aceste două elemente, este corect să afirmăm că:
(A) siliciul are o rază atomică mai mare.
(B) siliciul are o afinitate electronică mai mare.
(C) rubidiul are energie de ionizare mai mare.
(D) siliciul este mai puțin electronegativ.
(E) este mai puțin probabil ca rubidiul să piardă electroni.
Rezoluţie
O siliciu este un nemetal din familia 14, aflându-se în a treia perioadă a tabelului periodic. Rubidiul este un metal alcalin din perioada a cincea a tabelului periodic.
Prin urmare, rubidiul are o rază atomică mai mare decât siliciul, deoarece cu cât perioada este mai lungă, cu cât numărul de straturi electronice este mai mare și, prin urmare, cu atât raza atomică este mai mare, ceea ce invalidează alternativa A.
THE energie de ionizare este energia necesară pentru a îndepărta un electron de valență dintr-un atom izolat în stare gazoasă, adică are de-a face cu ușurința îndepărtării electronilor de valență dintr-un element dat. Rubidiu, ca metal alcalin, de subnivel 5s1, are o tendință mai mare de a pierde electroni; prin urmare, o energie de ionizare mai mică, o proprietate clasică a metalelor, inclusiv. Prin urmare, alternativele C și E nu pot fi corecte.
Siliciul nu este mai puțin electronegativ decât rubidiul, deoarece siliciul este un fel de rază atomică mai mică și elementele cu raza atomică mai mică au electronegativitate mai mare, deci litera D nu poate fi corect.
Astfel, șablonul este litera B, deoarece de fapt siliciul are o afinitate electronică mai mare, care este energia eliberată sau absorbită de un atom atunci când primește un electron în strat de valență. Când procesul este favorabil, se eliberează energie și afinitatea electronică este mai mare, în caz contrar energia este absorbită și afinitatea electronică este mai mică. Deoarece rubidiul are o tendință mai mare de a pierde electroni, nu poate avea o afinitate electronică mai mare decât siliciul.
Credite de imagine
[1] geogif / Shutterstock.com
De Stéfano Araújo Novais
Profesor de chimie