Рубідій

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Рубідій (Rb)
Атомний номер 37
Зовнішній вигляд
простої речовини
м'ягкий, сріблясто-білий,
хімічно-активний метал
Рубідій
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
85,4678 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 248 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
402,8(4,17) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Kr] 5s1
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 216 пм
Радіус іона (+1e)147 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
0,82
Електродний потенціал 0
Ступені окиснення 1
Термодинамічні властивості
Густина 1,532 г/см³
Питома теплоємність 0,360 Дж/(K моль)
Теплопровідність 58,2 Вт/(м К)
Температура плавлення 312,2 K
Теплота плавлення 2,20 кДж/моль
Температура кипіння 961 K
Теплота випаровування 75,8 кДж/моль
Молярний об'єм 55,9 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки кубічна об'ємноцентрована
Період ґратки 5,590 Å
Відношення c/a n/a
Температура Дебая n/a K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Рубідій (Rb) — хімічний елемент з атомним номером 37 та його проста речовина. Елемент належить до групи 1 періодичної таблиці, тобто до лужних металів. Рубідій сріблясто-білий, легкоплавкий, хімічно дуже активний, на повітрі самозаймається, з водою реаґує з вибухом. Густина 1525 кг/м3; tплав 39,47 °С; tкип 685 °С.

Рубідій належить до групи рідкісних металів. Його вміст у земній корі порівняно високий — 1,5•10—2, тобто більший, ніж міді, свинцю, цинку і інших елементів, але рубідій не утворює власних мінералів. Як ізоморфна домішка рубідій входить у мінерали інших лужних металів і передусім калію. До числа багатих на рубідій мінералів належать мінерали-концентратори: полуцит, лепідоліт, цинвальдит, амазоніт, біотит. Основні промислові запаси рубідію сконцентровані в апатито-нефелінових породах, слюдах, карналіті і природних мінералізованих водах. При екзогенних процесах рубідій і цезій нагромаджуються спільно з калієм в соляних відкладах, рубідій входить до складу сильвіну і карналіту.

Історія[ред.ред. код]

Рубідій відкрили німецькі вченим Роберт Бунзен та Густав Кірхгофф шляхом спектрального аналізу у 1861 році. Свою назву він отримав за кольором найхарактерніших червоних ліній спектру (від лат. Rubidus — червоний, темно-червоний).

Ізотопи[ред.ред. код]

Рубідій має єдиний стабільний ізотоп 85Rb. Інший ізотоп, що зустрічається в природі, 87Rb, радіоактивний із періодом напіврозпаду 48.8×109 років, що більш ніж втричі перевищує вік Всесвіту. Вміст 87Rb в природному рубідії становить 27,8%, тому природний рубідій радіоктивний з активністю 670 Бк/г. Існує також понад 20 ізотопів, отриманих штучно. Вони мають період напіврозпаду, що не перевищує 3 місяців.

Отримання[ред.ред. код]

Рубідій

Рубідій отримують попутно при переробці калійних солей і лепідолітових концентратів. Солі рубідію отримують як побічний продукт у виробництві солей літію, магнію і калію, металічний рубідій — металотермічно відновлюючи його солі з подальшим очищенням від домішок ректифікацією і вакуумною дистиляцією.

Застосування[ред.ред. код]

Застосовують також у виробництві фотоелементів, у лампах денного світла, як каталізатор. Прогнозна потреба в ньому до 2000 року незначна — приблизно 3 т. Рубідій використовується в обмеженій кількості в медицині, аналітичній хімії. Рубідій використовується не тільки в чистому вигляді, але і у вигляді ряду сплавів і хімічних сполук. Він має хорошу сировинну базу, більш сприятливу, ніж для цезію. Область застосування рубідію у зв'язку зі зростанням його доступності розширюється. Ізотоп рубідій-86 широко використовується в гамма-дефектоскопії, вимірювальній техніці, а також при стерилізації ліків і харчових продуктів. Рубідій і його сплави з цезієм - це дуже перспективний теплоносій і робоче середовище для високотемпературних турбоагрегатів (у цьому зв'язку рубідій і цезій в останні роки придбали важливе значення, і надзвичайна дорожнеча металів йде на другий план по відношенню до можливостей різко збільшити ККД турбоагрегатів, а значить і знизити витрати палива і забруднення навколишнього середовища). Застосовувані найбільш широко в якості теплоносіїв системи на основі рубідію — потрійні сплави: натрій-калій-рубідій, і натрій-рубідій-цезій.

У каталізі рубідій використовується як в органічному, так і неорганічний синтезі. Каталітична активність рубідію використовується в основному для переробки нафти на ряд важливих продуктів. Ацетат рубідію, наприклад, використовується для синтезу метанолу і цілого ряду вищих спиртів з водяного газу, що актуально у зв'язку з підземною газифікацією вугілля та у виробництві штучного рідкого палива для автомобілів і реактивного палива. Ряд сплавів рубідію з телуром володіють вищою чутливістю в ультрафіолетовій області спектра, ніж сполуки цезію, і в зв'язку з цим він здатний в цьому випадку скласти конкуренцію цезію як матеріал для фотоперетворювачів. У складі спеціальних мастильних композицій (сплавів), рубідій застосовується як високоефективна змазка у вакуумі (ракетна та космічна техніка). Гідроксид рубідію застосовується для приготування електроліту для низькотемпературних хімічних джерел струму, а також в якості добавки до розчину гідроксиду калію для поліпшення його працездатності при низьких температурах і підвищення електропровідності електроліту. У гідридних паливних елементах знаходить застосування металевий рубідій. Хлорид рубідію в сплаві з хлоридом міді знаходить застосування для вимірювання високих температур (до 400 °C). Пари рубідію використовуються як робоче тіло в лазерах, зокрема, в рубідієвий атомних годинниках. Хлорид рубідію застосовується в паливних елементах в якості електроліту, те саме можна сказати і про гідроксид рубідію, який дуже ефективний як електроліт в паливних елементах, що використовують пряме окислення вугілля.

Біологічна роль[ред.ред. код]

Живі організми не мають специфічної потреби в Рубідії або принаймні така потреба не відома. Однак клітини вбирають в себе іони Рубідію аналогічно до іонів Натрію. Рубідій у природі дещо радіоактивний завдяки значному вмісту слабко радіоактивного ізотопу 87Rb.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]