Pada tahun 1861, kaedah fizikal yang dicipta baru-baru ini untuk mengkaji bahan - analisis spektrum - sekali lagi menunjukkan kuasa dan kebolehpercayaannya, sebagai jaminan masa depan yang hebat dalam sains dan teknologi. Dengan bantuannya, unsur kimia kedua yang tidak diketahui sebelum ini, rubidium, ditemui. Kemudian, dengan penemuan undang-undang berkala pada tahun 1869 oleh D. I. Mendeleev, rubidium, bersama-sama dengan unsur-unsur lain, mengambil tempatnya dalam jadual, yang membawa susunan kepada sains kimia.
Kajian lanjut tentang rubidium menunjukkan bahawa unsur ini mempunyai beberapa sifat yang menarik dan berharga. Kami akan mempertimbangkan di sini ciri yang paling penting dan paling penting.
Ciri am unsur kimia
Rubidium mempunyai nombor atom 37, iaitu, dalam atomnya, komposisi nukleus termasuk sebilangan zarah bercas positif - proton. Masing-masingatom neutral mempunyai 37 elektron.
Simbol elemen - Rb. Dalam sistem berkala, rubidium dikelaskan sebagai unsur kumpulan I, tempohnya adalah kelima (dalam versi jadual jangka pendek, ia tergolong dalam subkumpulan utama kumpulan I dan terletak di baris keenam). Ia adalah logam alkali, adalah bahan kristal putih perak yang lembut, sangat mudah melebur.
Sejarah penemuan
Penghormatan untuk menemui unsur kimia rubidium adalah milik dua saintis Jerman - ahli kimia Robert Bunsen dan ahli fizik Gustav Kirchhoff, pengarang kaedah spektroskopi untuk mengkaji komposisi jirim. Selepas penggunaan analisis spektrum membawa kepada penemuan cesium pada tahun 1860, para saintis meneruskan penyelidikan mereka, dan pada tahun berikutnya, apabila mengkaji spektrum lepidolit mineral, mereka menemui dua garis merah gelap yang tidak dikenali. Ia adalah terima kasih kepada naungan ciri garis spektrum terkuat, yang memungkinkan untuk mewujudkan kewujudan unsur yang tidak diketahui sebelum ini, ia mendapat namanya: perkataan rubidus diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai "merah lembayung, merah tua."
Pada tahun 1863, Bunsen adalah orang pertama yang mengasingkan rubidium logam daripada air mata air mineral dengan menyejat sejumlah besar larutan, mengasingkan garam kalium, sesium dan rubidium, dan akhirnya mengurangkan logam menggunakan jelaga. Kemudian, N. Beketov berjaya mendapatkan semula rubidium daripada hidroksidanya menggunakan serbuk aluminium.
Ciri fizikal unsur
Rubidium ialah logam ringan, ia mempunyaiketumpatan 1.53g/cm3 (pada suhu sifar). Membentuk hablur dengan kekisi berpusat badan padu. Rubidium cair hanya pada 39 °C, iaitu, pada suhu bilik, konsistensinya sudah hampir dengan pekat. Logam mendidih pada 687 °C dan wapnya berwarna biru kehijauan.
Rubidium ialah paramagnet. Dari segi kekonduksian, ia lebih daripada 8 kali lebih tinggi daripada merkuri pada 0 ° C dan hampir sama banyak kali lebih rendah daripada perak. Seperti logam alkali lain, rubidium mempunyai ambang kesan fotoelektrik yang sangat rendah. Untuk merangsang arus foto di dalamnya, sinaran cahaya merah panjang gelombang panjang (iaitu, frekuensi rendah dan kurang membawa tenaga) adalah mencukupi. Dalam hal ini, hanya sesium yang mengatasinya dalam kepekaan.
Isotop
Rubidium mempunyai berat atom 85.468. Ia berlaku dalam alam semula jadi dalam bentuk dua isotop yang berbeza dalam bilangan neutron dalam nukleus: rubidium-85 membentuk bahagian terbesar (72.2%), dan dalam jumlah yang jauh lebih kecil - 27.8% - rubidium-87. Nukleus atom mereka, sebagai tambahan kepada 37 proton, masing-masing mengandungi 48 dan 50 neutron. Isotop yang lebih ringan adalah stabil, manakala rubidium-87 mempunyai separuh hayat yang besar selama 49 bilion tahun.
Pada masa ini, beberapa dozen isotop radioaktif unsur kimia ini telah diperolehi secara buatan: daripada ultralight rubidium-71 kepada rubidium-102 terlebih muatan dengan neutron. Separuh hayat isotop tiruan berjulat dari beberapa bulan hingga 30 nanosaat.
Sifat kimia asas
Seperti yang dinyatakan di atas, dalam satu siri unsur kimia, rubidium (seperti natrium, kalium, litium, cesium dan fransium) tergolong dalam logam alkali. Keanehan konfigurasi elektronik atom mereka, yang menentukan sifat kimia, adalah kehadiran hanya satu elektron pada tahap tenaga luaran. Elektron ini dengan mudah meninggalkan atom, dan ion logam pada masa yang sama memperoleh konfigurasi elektronik unsur lengai yang menguntungkan secara bertenaga di hadapannya dalam jadual berkala. Untuk rubidium, ini ialah konfigurasi kripton.
Oleh itu, rubidium, seperti logam alkali lain, telah menyatakan sifat pengurangan dan keadaan pengoksidaan +1. Sifat alkali lebih ketara dengan peningkatan berat atom, kerana jejari atom juga meningkat, dan, oleh itu, ikatan antara elektron luar dan nukleus menjadi lemah, yang membawa kepada peningkatan dalam aktiviti kimia. Oleh itu, rubidium lebih aktif daripada litium, natrium dan kalium, dan cesium pula lebih aktif daripada rubidium.
Merumuskan semua perkara di atas tentang rubidium, elemen itu boleh dihuraikan, seperti dalam ilustrasi di bawah.
Sebatian yang dibentuk oleh rubidium
Di udara, logam ini, kerana kereaktifannya yang luar biasa, teroksida dengan kuat, dengan penyalaan (api mempunyai warna ungu-merah jambu); semasa tindak balas, superoksida dan rubidium peroksida terbentuk, menunjukkan sifat agen pengoksidaan kuat:
- Rb + O2 → RbO2.
- 2Rb + O2 →Rb2O2.
Oksida terbentuk jika akses oksigen kepada tindak balas adalah terhad:
- 4Rb + O2 → 2Rb2O.
Ini adalah bahan kuning yang bertindak balas dengan air, asid dan asid oksida. Dalam kes pertama, salah satu alkali terkuat terbentuk - rubidium hidroksida, selebihnya - garam, sebagai contoh, rubidium sulfate Rb2SO4, kebanyakannya larut.
Lebih ganas lagi, disertai dengan letupan (sejak kedua-dua rubidium dan hidrogen yang dilepaskan serta-merta menyala), logam bertindak balas dengan air, yang membentuk rubidium hidroksida, sebatian yang sangat agresif:
- 2Rb + 2H2O → 2RbOH +H2.
Rubidium ialah unsur kimia yang juga boleh bertindak balas secara langsung dengan banyak bukan logam - dengan fosforus, hidrogen, karbon, silikon dan halogen. Rubidium halida - RbF, RbCl, RbBr, RbI - mudah larut dalam air dan dalam beberapa pelarut organik, seperti etanol atau asid formik. Interaksi logam dengan sulfur (menggosok dengan serbuk sulfur) berlaku secara meletup dan membawa kepada pembentukan sulfida.
Terdapat juga sebatian rubidium yang kurang larut, seperti perklorat RbClO4, ia digunakan dalam analitik untuk menentukan unsur kimia ini.
Berada dalam alam semula jadi
Rubidium bukan unsur yang jarang berlaku. Ia ditemui hampir di mana-mana, termasuk dalamkomposisi banyak mineral dan batu, dan juga terkandung di lautan, di bawah tanah dan perairan sungai. Dalam kerak bumi, kandungan rubidium mencapai nilai keseluruhan kandungan kuprum, zink dan nikel. Walau bagaimanapun, tidak seperti kebanyakan logam yang jarang ditemui, rubidium adalah unsur surih yang sangat, kepekatannya dalam batu sangat rendah, dan ia tidak membentuk mineralnya sendiri.
Dalam komposisi mineral, rubidium mengiringi kalium di mana-mana. Kepekatan rubidium tertinggi terdapat dalam lepidolite, mineral yang juga berfungsi sebagai sumber litium dan cesium. Jadi rubidium sentiasa ada dalam jumlah yang kecil di mana logam alkali lain ditemui.
Sedikit tentang penggunaan rubidium
Penerangan ringkas tentang kimia. unsur rubidium boleh ditambah dengan beberapa perkataan tentang kawasan di mana logam ini dan sebatiannya digunakan.
Rubidium digunakan dalam pengeluaran fotosel, dalam teknologi laser, adalah sebahagian daripada beberapa aloi khas untuk teknologi roket. Dalam industri kimia, garam rubidium digunakan kerana aktiviti pemangkinnya yang tinggi. Salah satu isotop tiruan, rubidium-86, digunakan dalam pengesanan kecacatan sinar gamma dan, sebagai tambahan, dalam industri farmaseutikal untuk pensterilan ubat.
Satu lagi isotop, rubidium-87, digunakan dalam geokronologi, di mana ia digunakan untuk menentukan umur batuan tertua kerana separuh hayatnya yang sangat panjang (kaedah rubidium-strontium).
Jika beberapa dekadWalaupun pernah dipercayai bahawa rubidium adalah unsur kimia yang skopnya tidak mungkin berkembang, kini prospek baru untuk logam ini muncul, contohnya, dalam pemangkinan, dalam unit turbin suhu tinggi, dalam optik khas dan di kawasan lain. Jadi rubidium memainkan dan akan terus memainkan peranan penting dalam teknologi moden.
