O rubídium, s atómovým číslom 37 a atómovou hmotnosťou 85,5 u, je veľmi mäkký alkalický kov bielej alebo striebornej farby. Rovnako ako ostatné alkalické kovy, aj tento prvok prudko reaguje s vodou a vzduchom. Jeho teplota topenia je 39 °C a teplota varu je 688 °C.
Bol objavený v roku 1861 od nemeckých vedcov Gustava Kirchhoffa a Roberta Bunsena počas analýzy minerálu lepidolitu spektroskopom. Môže sa použiť pri výrobe fotobuniek, špeciálnych skiel a ako pohonná látka v iónových motoroch kozmických lodí. Rubídium tvorí veľké množstvo zlúčenín, hoci žiadna z nich zatiaľ nemá významnejšie komerčné využitie.
Prečítajte si tiež: Uhlík – jeden z najrozšírenejších prvkov vo vesmíre
Zhrnutie
alkalický kov atómové číslo 37 a atómová hmotnosť 85,5 u.
Má strieborno-bielu farbu.
Objavili ho v roku 1861 Gustav Kirchhoff a Robert Bunsen.
Prudko reaguje s vodou a pri kontakte so vzduchom môže spontánne horieť.
Je veľmi mäkký, rovnako ako ostatné alkalické kovy.
Používa sa pri výrobe špeciálnych skiel a atómových hodín.
Vlastnosti rubídia
Symbol: Rb
atómová hmotnosť: 85,5 u.
atómové číslo: 37.
elektronegativita: 0,82.
Hustota: 1,53 g/cm³.
Fúzny bodTeplota topenia: 39 °C.
Bod varuTeplota topenia: 668 °C.
elektronická konfigurácia: [Kr] 5 s1.
chemická séria: alkalické kovy.
Vlastnosti rubídia
ako celok kovový prvok, rubídium má a charakteristický lesk, navyše v bielej alebo striebornej farbe. Keďže rubídium patrí do skupiny alkalických kovov v periodickej tabuľke, má klasické vlastnosti tejto rodiny, ako je skutočnosť, že v porovnaní s inými kovmi nie je príliš husté. extrémne mäkký — možno ho dokonca krájať jednoduchým nožom — a tiež preto, že prudko reaguje s vodou, pričom vytvára zásaditú zlúčeninu (alkalickú), ako ukazuje reakcia sledovať:
2 Rb (s) + H2O (1) → 2 RbOH (tu) + H2(g)
O vodík vznikajúci pri tejto reakcii sa zapáli pri stretnutí s kyslíkom prítomným vo vzduchu. Rubídium, vrátane môže sa sám vznietiť pri kontakte so vzduchom pretože je v ňom prítomný kyslík, a preto si manipulácia s ním vyžaduje opatrnosť, napokon ďalšou klasickou charakteristikou alkalických kovov je, že sú veľmi reaktívne. Nižšie uvedená reakcia ukazuje reakciu rubídia s kyslíkom, pričom vzniká oxid s alkalickým charakterom.
4 Rb (s) + O2(g) → 2 Rb2O (s)
V porovnaní s inými alkalickými kovmi nižšie atómový lúč (lítium, sodík a draslík), Reakcie rubídia s vodou alebo kyslíkom sú prudšie, keďže jeho valenčný elektrón má väčšiu energiu.
Prečítajte si tiež: Niób — kov s rôznymi priemyselnými a komerčnými aplikáciami
História rubídia
rubídium bolo objavili v roku 1861 nemeckí vedci Gustav Kirchhoff a Robert Bunsen, v meste Heidelberg, Nemecko. Pomocou svojho novovynájdeného nástroja, spektroskopu, Kirchhoff a Bunsen vykonali analýzu vzorky, kým nenašli dva nové prvky: cézium (Cs) v minerálnej vode a rubídium v minerále lepidolit.
Názov rubídium pochádza z farby jeho spektrálnej emisnej čiary, ktorá je červená (rubidius, v latinčine). Bunsenovi sa dokonca podarilo izolovať vzorky kovového rubídia.
Kde sa nachádza Rubidium?
Žiadna ruda nemá rubídium ako prioritnú zložku. Jeho najväčší výskyt je ako vedľajší produkt v lepidolite a polucite, ktoré môžu obsahovať 3,5 % a 1,5 % oxidu rubídia. Zásoby tohto minerálu sú rozmiestnené po celom svete, ako v Austrálii, Kanade, Číne, Namíbii a Zimbabwe, avšak procesy ťažby a spracovania nerastu majú stále príliš vysoké náklady.
Aplikácie rubídia
O trh so špeciálnym sklom je hlavný pre rubídium, ako aj fotobunky. Rovnako ako jeho podobné cézium sa rubídium používa aj pri výrobe atómové hodiny, zariadenia extrémnej presnosti a mimoriadne dôležité pre kalibráciu GPS, Global Positioning System. Rozdiel oproti céziovým hodinám je v tom, že rubídiové atómové hodiny, okrem toho, že sú lacné, môžu byť vyrobené pre ktoré sú veľké asi ako škatuľka zápaliek a napriek tomu zostávajú presné na milióny alebo dokonca miliardy rokov starý.
![Céziové atómové hodiny nachádzajúce sa v Nemecku, ktoré si zachovajú presnosť 2 milióny rokov. [1]](/f/9ff13dde2c3a54be9f24c86ea3651eba.jpg)
O rubídium sa prirodzene vyskytuje ako dva izotopy., O 85Rb, ktorý je stabilný, a 87Rb, rádioaktívne, s časom do polovičný život 48,8 miliardy rokov. To opäť dáva tomuto izotopu funkciu hodín, ale geologické hodiny. O 87Rb podlieha rádioaktívnemu rozpadu na izotop 87Sr, ktorý je stabilný, takže si môžete porovnať množstvá 87Rb a 87Sr s prirodzene sa vyskytujúcim izotopom 86Sr za rockové randenie.
Pretože sa ľahko ionizuje, uvažovalo sa o použití rubídia v iónových motoroch v kozmických lodiach, a iónový tryskový systém, oveľa ekonomickejší ako bežné trysky a dokáže vyrobiť rakety viac svetlo. Zlúčenina RbAg4ja5 sa tiež ukázalo ako dôležité, pretože v súčasnosti ide o iónový kryštál s najvyššou vodivosťou okolitých podmienkach, čo ho stavia do pozície použitia v tenkovrstvových batériách.
Uhličitan rubídia sa používa na zníženie elektrickej vodivosti materiálov, čo zlepšuje stabilitu a životnosť telekomunikačných sietí s optickými vláknami. Chlorid rubídium sa môže použiť na liečbu depresie. V iných aplikáciách sa hydroxid rubídny môže použiť aj pri výrobe ohňostrojov na oxidáciu iných prvkov a tým na vytvorenie fialových tónov.
Prečítajte si tiež: Telúr - chemický prvok s chémiou podobnou síre
Aké opatrenia by sa mali prijať s rubídiom?
Nie sú známe žiadne problémy spôsobené ľudskému zdraviu v dôsledku vystavenia prírodnému rubídiu a jeho používanie má malý vplyv na životné prostredie.
Avšak, ako už bolo spomenuté, manipulácia s rubídiom v kovovej forme musí byť vykonávaná opatrne, pretože sa môže spontánne vznietiť, keď príde do kontaktu so vzduchom. Váš reakcia s vodou je tiež veľmi výbušná, preto sa v experimentoch musia použiť kontrolované množstvá rubídia.
vyriešené cvičenia
Otázka 1 — (UFU/2008)
Na určenie veku Zeme a hornín používajú vedci rádioizotopy s veľmi dlhým polčasom rozpadu, ako je urán-238 a rubídium-87. Pri rádioaktívnom rozpade Rubídia-87 dochádza k emisii negatívnej beta častice.
V tomto prípade má vytvorený prvok
(A) 49 protónov a 38 neutrónov.
(B) 37 protónov a 50 neutrónov.
(C) 39 protónov a 48 neutrónov.
(D) 38 protónov a 49 neutrónov.
Rozhodnutie
Otázka uvádza, že pri rozpade rubídia-87 dochádza k emisii negatívnej beta častice, čo je elektrón vyvrhnutý z jadra rozpadom neutrón a preto je reprezentovaný ako -1β0, teda s nábojom -1 a zanedbateľnou hmotnosťou, rovnako ako elektrón. Reakcia rádioaktívneho rozpadu je nasledovná:
37Rb87 → -1β0 + TheXB
Bytie The atómové číslo vytvoreného prvku a B hmotnostné číslo vytvoreného prvku.
Môžeme teda povedať, že:
37 = -1 + a; teda a = 38;
87 = 0 + b; teda b = 87.
Diktujeme prvok s atómovým číslom 38 a hmotnostným číslom 87. Keďže počet neutrónov možno určiť podľa vzorca A = Z + n, výpočet sa vykonáva:
87 = 38 + n; preto n = 49
Preto, element vytvorený má 38 protónov a 49 elektrónov.
Otázka 2 — (IFGO/2012)
Rubídium je alkalický kov, ktorý má lesklú striebornobielu farbu, ktorá pri kontakte so vzduchom rýchlo vybledne. Kremík je druhým najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre. Rubídium sa môže použiť vo fotoelektrických článkoch a kremík pri výrobe mikroelektronických zariadení.
Pri porovnaní týchto dvoch prvkov je správne konštatovať, že:
(A) kremík má väčší atómový polomer.
(B) kremík má väčšiu elektrónovú afinitu.
(C) rubídium má vyššiu ionizačnú energiu.
(D) kremík je menej elektronegatívny.
(E) rubídium je menej pravdepodobné, že stratí elektróny.
Rozhodnutie
O kremík je nekov z rodiny 14, ktorý sa nachádza v tretej perióde periodickej tabuľky. Rubídium je alkalický kov z piatej periódy periodickej tabuľky.
Preto má rubídium väčší atómový polomer ako kremík, pretože čím dlhšie je obdobie, čím väčší je počet elektronických vrstiev, a teda väčší atómový polomer, čo ruší alternatívu A.
THE ionizačnej energie je energia potrebná na odstránenie valenčného elektrónu z izolovaného atómu v plynnom stave, to znamená, že súvisí s jednoduchosťou odstránenia valenčných elektrónov z daného prvku. Rubídium, ako alkalický kov, 5s sublevel1, má väčšiu tendenciu strácať elektróny; teda nižšia ionizačná energia, klasická vlastnosť kovov vrátane. Preto alternatívy C a E nemôžu byť správne.
Kremík nie je o nič menej elektronegatívny ako rubídium, pretože kremík je akýmsi menším atómovým polomerom a prvky menšieho atómového polomeru majú väčšiu elektronegativitu, preto písmeno D nemôže byť správne.
Šablóna je teda písmeno B, pretože kremík má v skutočnosti väčšiu elektrónovú afinitu, čo je energia uvoľnená alebo absorbovaná atómom, keď do neho dostane elektrón. valenčná vrstva. Keď je proces priaznivý, energia sa uvoľní a elektrónová afinita je vyššia, inak sa energia absorbuje a elektrónová afinita je nižšia. Keďže rubídium má väčšiu tendenciu strácať elektróny, nemôže mať väčšiu elektrónovú afinitu ako kremík.
Obrazové kredity
[1] geogif / Shutterstock.com
Autor: Stéfano Araújo Novais
Učiteľ chémie
