L'any 1861, el mètode físic recentment inventat per estudiar substàncies -anàlisi espectral- va tornar a demostrar la seva potència i fiabilitat, com a garantia d'un gran futur en ciència i tecnologia. Amb la seva ajuda, es va descobrir el segon element químic desconegut anteriorment, el rubidi. Aleshores, amb el descobriment de la llei periòdica el 1869 per D. I. Mendeleiev, el rubidi, juntament amb altres elements, va ocupar el seu lloc a la taula, cosa que va posar ordre a la ciència química.
Un estudi posterior del rubidi va demostrar que aquest element té una sèrie de propietats interessants i valuoses. Considerarem aquí els més característics i importants d'ells.
Característiques generals d'un element químic
El rubidi té un nombre atòmic de 37, és a dir, en els seus àtoms, la composició dels nuclis inclou només aquest nombre de partícules carregades positivament: protons. Respectivamentun àtom neutre té 37 electrons.
Símbol d'element - Rb. En el sistema periòdic, el rubidi es classifica com un element del grup I, el període és el cinquè (a la versió de període curt de la taula, pertany al subgrup principal del grup I i es troba a la sisena fila). És un metall alcalí, és una substància cristal·lina suau, molt fusible i de color blanc platejat.
Historial de descobriments
L'honor de descobrir l'element químic rubidi pertany a dos científics alemanys: el químic Robert Bunsen i el físic Gustav Kirchhoff, els autors del mètode espectroscòpic per estudiar la composició de la matèria. Després que l'ús de l'anàlisi espectral va portar al descobriment del cesi el 1860, els científics van continuar les seves investigacions i, l'any següent, quan van estudiar l'espectre de la lepidolita mineral, van descobrir dues línies vermelles fosques no identificades. És gràcies a la tonalitat característica de les línies espectrals més fortes, amb la qual es va poder establir l'existència d'un element desconegut anteriorment, que va rebre el seu nom: la paraula rubidus es tradueix del llatí com "carmesí, vermell fosc".
El 1863, Bunsen va ser el primer a aïllar el rubidi metàl·lic de l'aigua de font mineral mitjançant l'evaporació d'una gran quantitat de solució, la separació de sals de potassi, cesi i rubidi i, finalment, reduint el metall amb sutge. Més tard, N. Beketov va aconseguir recuperar el rubidi del seu hidròxid mitjançant pols d'alumini.
Característica física de l'element
El rubidi és un metall lleuger, en tédensitat 1,53 g/cm3(a temperatura zero). Forma cristalls amb una xarxa cúbica centrada en el cos. El rubidi es fon a només 39 °C, és a dir, a temperatura ambient, la seva consistència ja és propera a la pastosa. El metall bull a 687 °C i els seus vapors són de color blau verdós.
Rubidium és un paraimant. Pel que fa a la conductivitat, és més de 8 vegades superior al mercuri a 0 °C i gairebé tantes vegades inferior a la plata. Igual que altres metalls alcalins, el rubidi té un llindar d'efecte fotoelèctric molt baix. Per excitar-hi un fotocorrent, n'hi ha prou amb raigs de llum vermella de longitud d'ona llarga (és a dir, de baixa freqüència i menys energia). En aquest sentit, només el cesi el supera en sensibilitat.
Isòtops
El rubidi té un pes atòmic de 85.468. Es presenta a la natura en forma de dos isòtops que es diferencien pel nombre de neutrons al nucli: el rubidi-85 n'és la proporció més gran (72,2%), i en un quantitat molt menor - 27,8% - rubidi-87. Els nuclis dels seus àtoms, a més de 37 protons, contenen 48 i 50 neutrons, respectivament. L'isòtop més lleuger és estable, mentre que el rubidi-87 té una vida mitjana enorme de 49.000 milions d'anys.
En l'actualitat, s'han obtingut artificialment diverses desenes d'isòtops radioactius d'aquest element químic: des de rubidi-71 ultralleuger fins a rubidi-102 sobrecarregats de neutrons. Les vides mitjanes dels isòtops artificials oscil·len entre uns quants mesos i 30 nanosegons.
Propietats químiques bàsiques
Com s'ha indicat anteriorment, en una sèrie d'elements químics, el rubidi (com el sodi, el potassi, el liti, el cesi i el franci) pertany als metalls alcalins. La particularitat de la configuració electrònica dels seus àtoms, que determina les propietats químiques, és la presència d'un sol electró a nivell d'energia externa. Aquest electró abandona fàcilment l'àtom, i l'ió metàl·lic al mateix temps adquireix una configuració electrònica energèticament favorable de l'element inert que hi ha davant a la taula periòdica. Per al rubidi, aquesta és la configuració de criptó.
Així, el rubidi, com altres metalls alcalins, té propietats reductores pronunciades i un estat d'oxidació de +1. Les propietats alcalines són més pronunciades amb l'augment del pes atòmic, ja que el radi de l'àtom també augmenta i, en conseqüència, es debilita l'enllaç entre l'electró exterior i el nucli, la qual cosa comporta un augment de l'activitat química. Per tant, el rubidi és més actiu que el liti, el sodi i el potassi, i el cesi, al seu torn, és més actiu que el rubidi.
Resumant tot el que s'ha comentat anteriorment sobre el rubidi, l'element es pot analitzar, com a la il·lustració següent.
Compostos formats per rubidi
A l'aire, aquest metall, per la seva excepcional reactivitat, s'oxida de manera violenta, amb ignició (la flama té un color violeta-rosat); durant la reacció, es formen superòxid i peròxid de rubidi, que presenten les propietats d'agents oxidants forts:
- Rb + O2 → RbO2.
- 2Rb + O2 →Rb2O2.
L'òxid es forma si l'accés de l'oxigen a la reacció és limitat:
- 4Rb + O2 → 2Rb2O.
Aquesta és una substància groga que reacciona amb l'aigua, els àcids i els òxids àcids. En el primer cas, es forma un dels àlcalis més forts: hidròxid de rubidi, a la resta, sals, per exemple, sulfat de rubidi Rb2SO4, la majoria dels quals són solubles.
Encara més violentament, acompanyat d'una explosió (ja que tant el rubidi com l'hidrogen alliberat s'encenen a l'instant), el metall reacciona amb l'aigua, que forma hidròxid de rubidi, un compost extremadament agressiu:
- 2Rb + 2H2O → 2RbOH +H2.
El rubidi és un element químic que també pot reaccionar directament amb molts no metalls, amb fòsfor, hidrogen, carboni, silici i halògens. Els halogenurs de rubidi (RbF, RbCl, RbBr, RbI) són fàcilment solubles en aigua i en alguns dissolvents orgànics, com l'etanol o l'àcid fòrmic. La interacció del metall amb el sofre (fregament amb pols de sofre) es produeix de manera explosiva i condueix a la formació de sulfur.
També hi ha compostos de rubidi poc solubles, com el perclorat RbClO4, s'utilitzen en analítiques per determinar aquest element químic.
Estar a la natura
El rubidi no és un element rar. Es troba gairebé a tot arreu, inclòs ala composició de molts minerals i roques, i també es troba a l'oceà, a les aigües subterrànies i dels rius. A l'escorça terrestre, el contingut de rubidi arriba al valor total del contingut de coure, zinc i níquel. Tanmateix, a diferència de molts metalls molt més rars, el rubidi és un oligoelement extremadament, la seva concentració a la roca és molt baixa i no forma els seus propis minerals.
En la composició dels minerals, el rubidi acompanya el potassi a tot arreu. La concentració més alta de rubidi es troba en les lepidolites, minerals que també serveixen com a font de liti i cesi. Per tant, el rubidi sempre està present en petites quantitats on es troben altres metalls alcalins.
Una mica sobre l'ús del rubidi
Breu descripció de la química. L'element rubidi es pot complementar amb algunes paraules sobre les àrees en què s'utilitza aquest metall i els seus compostos.
El rubidi s'utilitza en la producció de fotocèl·lules, en tecnologia làser, forma part d'alguns aliatges especials per a tecnologia de coets. En la indústria química, les sals de rubidi s'utilitzen per la seva alta activitat catalítica. Un dels isòtops artificials, el rubidi-86, s'utilitza en la detecció de defectes de raigs gamma i, a més, a la indústria farmacèutica per a l'esterilització de fàrmacs.
Un altre isòtop, el rubidi-87, s'utilitza en geocronologia, on s'utilitza per determinar l'edat de les roques més antigues a causa de la seva vida mitjana molt llarga (mètode de rubidi-estronci).
Si fa diverses dècadesTot i que abans es creia que el rubidi és un element químic l'abast del qual és poc probable que s'ampliï, ara estan sorgint noves perspectives per a aquest metall, per exemple, en catàlisi, en unitats de turbines d' alta temperatura, en òptiques especials i en altres àrees. Per tant, el rubidi juga i continuarà jugant un paper important en les tecnologies modernes.
