Rubidiu

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Rubidiu
 

37
Rb
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

kripton ← rubidiu → stronțiu

Aspect
Aspectul elementului
alb argintiu
Generalitate
Numele, simbolul, numărul atomic rubidiu, Rb, 37
Serie Metale alcaline
Grup , punct , bloc 1 (IA) , 5 , s
Densitate 1 532 kg / m³
Duritate 0,3
Configurare electronică
Configurare electronică
Termen spectroscopic 2 S 1/2
Proprietăți atomice
Greutate atomica 85,4678
Raza atomică (calc.) 235 (265) pm
Raza covalentă 211 pm
Raza Van der Waals 244 pm
Configurare electronică [ Kr ] 5s 1
și - după nivelul de energie 2, 8, 18, 8, 1
Stări de oxidare 1 ( bază puternică )
Structură cristalină Cubic centrat pe corp
Proprietăți fizice
Stare a materiei solid
Punct de fuziune 312,46 K (39,31 ° C )
Punct de fierbere 961 K (688 ° C)
Volumul molar 55,76 × 10 −6 m³ / mol
Entalpia vaporizării 72,216 kJ / mol
Căldura de fuziune 2,192 kJ / mol
Presiunea de vapori 1,56 × 10 −4 Pa
Viteza sunetului 1 300 m / s la 293,15 K
Alte proprietăți
numar CAS 7440-17-7
Electronegativitate 0,82 ( scară Pauling )
Căldura specifică 363 J / (kg K)
Conductibilitate electrică 7,79 × 10 6 / m Ω
Conductivitate termică 58,2 W / (m K)
Energia primei ionizări 403,0 kJ / mol
A doua energie de ionizare 2 633 kJ / mol
A treia energie de ionizare 3 860 kJ / mol
Energia celei de-a patra ionizări 5 080 kJ / mol
A cincea energie de ionizare 6 850 kJ / mol
Energia celei de-a șasea ionizări 8 140 kJ / mol
Energia celei de-a șaptea ionizări 9 570 kJ / mol
A opta energie de ionizare 13 120 kJ / mol
A noua energie de ionizare 14 500 kJ / mol
A zecea energie de ionizare 26 740 kJ / mol
Izotopi mai stabili
iso N / A TD DM DE DP
85 Rb 72,168% Rb este stabil cu 48 de neutroni
87 Rb 27,835% 4,88 × 10 10 ani β - 0,283 87 Sr.
iso: izotop
NA: abundență în natură
TD: timpul de înjumătățire
DM: modul de descompunere
DE: energia de descompunere în MeV
DP: produs de descompunere

Rubidiul este elementul chimic cu numărul atomic 37 și simbolul său este Rb . Este un element moale cu o culoare alb-argintiu și aparține grupului metalelor alcaline . 87 Rb, izotopul său natural, este slab radioactiv .

La fel ca alte metale alcaline, rubidiul este foarte reactiv și se aprinde spontan atunci când este expus la aer .

Caracteristici

Rubidiul este lichid puțin peste temperatura camerei . [1]

La fel ca alte metale alcaline, se aprinde spontan în aer și reacționează violent cu apa , eliberând hidrogen care se poate aprinde și el însuși. La fel ca celelalte metale alcaline, formează și amalgame cu mercur și aliaje cu aur , cesiu , sodiu și potasiu .

Ionii săi conferă flăcării o culoare violetă.

Aplicații

Rubidiul este ușor ionizabil și din acest motiv a fost luată în considerare utilizarea sa în construcția propulsoarelor de ioni pentru nave spațiale, dar cesiul și xenonul s-au dovedit a fi mai eficiente în acest scop. Alte utilizări includ cele ale:

O iodură mixtă de argint și rubidiu (RbAg 4 I 5 ) este compusul care la temperatura camerei are cea mai mare conductivitate electrică dintre toți compușii ionici cristalini; acest lucru îl face util în producția de baterii cu film subțire și în alte aplicații similare.

A fost luată în considerare și utilizarea în generatoarele termoelectrice, unde ionii de rubidiu produși prin încălzire, trecând printr-un câmp magnetic , generează un curent electric .

Sărurile de rubidiu sunt folosite pentru colorarea artificiilor roșu-violet.

Istorie

Rubidiul (din latinescul rubidus , roșu închis) a fost descoperit de Robert Bunsen și Gustav Kirchhoff în 1861 în mineralul lepidolit , folosind un spectroscop . Nu a avut practic nicio utilizare industrială până în anii 1920 . Din punct de vedere istoric, principala utilizare a rubidiului a rămas limitată la cercetare și dezvoltare în industria chimică și electronică.

Atomii de rubidiu au fost folosiți cu succes în experimente pentru cercetarea empirică a monopolurilor magnetice [2] . Teorizat în 1931 de Paul Dirac , în 2009 Ville Pietilä și Mikko Möttönen de la Departamentul de Fizică Aplicată al Universității din Helsinki au pus bazele teoretice pentru planificarea unui experiment de acest tip [3] . În 2014, David S. Hall , de la Amherst College , Massachusetts , împreună cu echipa sa a detectat experimental monopoluri magnetice prin polarizarea atomilor de rubidiu deținute la o temperatură foarte apropiată de zero absolut. [4]

Disponibilitate

Se crede că acest element este al șaisprezecelea pentru abundență în scoarța terestră . Constituie în ansamblu (niciodată liber, dar în compuși care corespund stării sale de oxidare +1) aproximativ 0,005% din scoarța terestră; cu toate acestea, este răspândit în roci , soluri și ape pentru a însoți potasiul în cantități mici. În natură se găsește în mineralele leucit , polucit și zinnwaldite , care conțin până la 1% din oxidul său. Lepidolitul conține aproximativ 1,5% și este principala sursă comercială de rubidiu. Chiar și unele minerale de potasiu - inclusiv clorură - conțin cantități semnificative și exploatabile industrial. Un depozit notabil de polucit se găsește la lacul Bernic , Canada .

Una dintre metodele de producere a rubidiului metalic este reducerea clorurii de rubidiu cu calciu . Sunt cunoscuți patru oxizi de rubidiu: Rb 2 O, Rb 2 O 2 , Rb 2 O 3 , RbO 2 .

În 1997, costul rubidiului metalic a fost estimat la 25 USD pe gram .

Izotopi

Se cunosc 24 de izotopi de rubidiu, dintre care doi sunt de origine naturală; rubidiul este în general un amestec de 85 Rb (72,2%) și 87 Rb (27,8%), radioactiv. Radioactivitatea rubidiului găsit în natură este suficientă pentru a impresiona o placă fotografică într-un timp cuprins între aproximativ 30 și 60 de zile.

87 Rb are un timp de înjumătățire de 48,8 × 10 9 ani. Înlocuiește cu ușurință potasiul din minerale, ceea ce se datorează difuziei sale.

Rubidiul este utilizat pentru datarea rocilor cu tehnica de datare rubidiu-stronțiu ; 87 Rb se descompune la 87 Sr , stabil, prin emisia unei particule beta . În timpul cristalizării fracționate, stronțiul se concentrează în faza solidă, în timp ce rubidiul rămâne în faza lichidă. În consecință, raportul dintre concentrațiile de rubidiu și stronțiu (Rb / Sr) din magma reziduală crește în timp, ducând la roci al căror raport Rb / Sr crește odată cu diferențierea lor. Cele mai mari rapoarte (10: 1 și mai mult) apar la pegmatite . Dacă conținutul original de Sr este cunoscut sau poate fi extrapolat, vârsta rocii poate fi estimată prin măsurarea raportului Rb / Sr și a raportului 87 Sr / 86 Sr. Estimarea este valabilă dacă rocile nu au suferit modificări ulterioare.

Precauții

Rubidiul reacționează violent cu apa și poate provoca incendii. Pentru a asigura siguranța și stabilitatea, acesta trebuie depozitat scufundat în ulei mineral , sub vid sau într-o atmosferă inertă.

Notă

  1. ^ În general, ca „ temperatură ambiantă ”, își asumă temperatura de 25 ° C (adică 298 K ), pentru care singurele elemente care au o temperatură de topire mai scăzută sunt bromul (T fus = 265,95 K) și mercurul (T fus = 234,32 K), dar , în sensul său cel mai general, temperatura poate fi orice temperatură compatibil cu condițiile meteorologice, se poate spune că chiar și elementele metalice cesiu (T fus = 301,59 K), galiu (T fus = 302,91 K), franciu (T fus = 300,15 K) și rubidiu (T fus = 312,46 K) sunt lichid la temperaturi „apropiate” de acel mediu.
  2. ^ Dirac avea dreptate, iată monopolul magnetic , pe lescienze.it , Le Scienze, 30 ianuarie 2014.
  3. ^ (EN) Crearea monopolurilor Dirac în condensatele Spinor Bose-Einstein , pe prl.aps.org.
  4. ^ (EN) Observarea monopolurilor Dirac într-un câmp magnetic sintetic , pe nature.com.

Bibliografie

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh85115684 · GND (DE) 4178576-9 · BNF (FR) cb12165566c (data)
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei