www.wikidata.uk-ua.nina.az

Рубідій Rb хімічний елемент з атомним номером 37 та його проста речовина Елемент належить до групи 1 періодичної таблиці

Рубідій

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 (Rb)
Атомний номер 37
Зовнішній вигляд простої речовини м'який, 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
Молярна теплоємність 0,360 Дж/(К·моль)
Теплопровідність 58,2 Вт/(м·К)
Температура плавлення 312,2 К
Теплота плавлення 2,20 кДж/моль
Температура кипіння 961 К
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 с/а n/a
Температура Дебая 52 К
 Рубідій у Вікісховищі

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 апатитонефелінових 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

У 1859 році німецькі вчені Роберт Бунзен та Густав Кірхгоф винайшли спектральний аналіз. Рубідій став другим, після цезію, елементом відкритим таким чином. Вперше невідомий раніше спектр Бунзен і Кірхгоф помітили в 1861 році, вивчаючи зразок лепідоліту, надісланому їм з Саксонії. Пізніше вони виявили, що аналогічна лінія присутня у більш доступному осаді, що утворювався після випаровування води з мінерального джерела у Шварцвальді. Випарувавши 40 тисяч літрів води, Бунзен отримав суміш хлороплатинатів калію, цезію і рубідію, з яких потім зміг за допомогою фракціонованої кристалізації отримати чистий тартрат рубідію, а потім відновити його до металічного рубідію за допомогою сажі.

Свою назву рубідій отримав за кольором найхарактерніших червоних ліній спектру (від лат. Rubidus — червоний, темно-червоний).

Ізотопи

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 радіоактивний з активністю 670 Бк/г. Усього відомий 41 ізотоп рубідію з масовими числами від 71 до 103 (8 з них — метастабільні). Найбільш стабільний з них, 83Rb, має період напіврозпаду 86 днів.

Отримання

Лепідоліт, один з основних мінералів рубідію
Технологічна схема переробки солікамських карналітів

Рубідій — 23-й за розповсюдженістю елемент у земній корі. Він не утворює власних мінералів, проте може бути знайдений як домішка у багатьох мінералах, що містять інші лужні метали. Він зустрічається у цеолітах, таких як полуцит і лейцит, і у літіїстих слюдах, наприклад, лепідоліті і цинвальдиті. Лепідоліт і полуцит можуть містити до 3,5 % і до 1,5 % оксиду рубідію відповідно. Ці мінерали часто знаходять у пегматитах.

Значні поклади рубідієвмістних мінералів існують в Намібії, Замбії, Китаї, Канаді, менші запаси існують у багатьох країнах Європи, Азії і Північної Америки.

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

  • Скло: одне з основних застосувань рубідію. Додавання невеликої кількості рубідію в скло дозволяє зробити його більш провідним і стабільним. Таке скло використовують для виробництва оптоволокна.
  • Давачі: оскільки рубідій має фотоелектричні властивості, а енергія його активації дуже низька, рубідієве скло використовують для різноманітних сенсорів, детекторів руху, приладів нічного бачення тощо. Сплав рубідію і телуру також використовують для різноманітних датчиків і активаторів, оскільки він є чутливим до випромінювання у дуже широкому діапазоні, від ближнього інфрачервоного до середнього ультрафіолетового. Електроди у термоемісійних перетворювачах, що перетворюють енергію теплового випромінювання на електричну, вкривають рубідієм.
  • Фотоелементи: додавання рубідію і цезію в перовськітові сонячні панелі покращує їх ефективність, оскільки запобігає протіканню небажаних хімічних реакцій при їх виробництві.
  • Атомні годинники: рубідієві годинники менш точні ніж цезієві і водневі (похибка становить тисячні долі секунди на рік, тоді як рекорд цезієвих годинників — менш ніж одна стомільйонна). Проте рубідієві годинники можуть бути значно компактнішими (найменші можуть розміщуватися на чипі) і значно дешевшими (тисячі доларів) ніж годинники інших типів. Через це, вони надзвичайно популярні в усіх сферах, що не потребують феноменальної точності.
  • Медицина: рубідій входить до складу деяких антишокових препаратів, використовується для лікування епілепсії і розладів щитоподібної залози. Деякі сполуки рубідію мають психотропні властивості, і використовуються для лікування психічних розладів. Рубідій є дуже подібним до калію, і легко заміщує його в організмі, через це радіоактивні ізотопи рубідію можуть використовуватися як мічені атоми. Випромінювач позитронів рубідій-82 використовується у томографії.
  • Вакуумна техніка: рубідій добре зв'язує кисень, тому використовується для його зв'язування при отриманні надглибокого вакууму.
  • Квантові комп'ютери: системи з атомів рубідію є одним зі можливих варіантів реалізації квантової пам'яті. Наприклад, елементи, що працюють на рідбергових атомах рубідію використовує компанія ColdQuanta .
  • Кріогенні дослідження: рубідій-87 був першим елементом, переведеним у особливий агрегатний стан речовини, конденсат Бозе — Ейнштейна. У подальшому він став типовою речовиною, на якій проводяться дослідження цього стану. У експериментах на МКС газ рубідію був охолоджений до температури 17 нанокельвінів.
  • Радіологія: радіоактивний ізотоп рубідій-86 широко використовується в гамма-дефектоскопії і вимірювальній техніці.
  • Каталізатор: 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.
  • Добавка до палива: хлорид рубідію додають в бензин для підвищення його октанового числа.
  • Піротехніка: рубідій використовують у феєрверках для забарвлення їх у фіолетовий колір

Біологічна роль

Живі організми не мають специфічної потреби в рубідії або принаймні така потреба не відома. Однак клітини вбирають в себе іони рубідію з їжі і води, аналогічно до іонів натрію, через це людське тіло містить приблизно пів грама цього металу. Рубідій у природі дещо радіоактивний завдяки значному вмісту слабко радіоактивного ізотопу 87Rb.

Примітки

  1. A Course In Thermodynamics, Volume 2(англ.)
  2. Петрянов-Соколов, 1983, с. 471.
  3. Isotopes of the Element Rubidium(англ.)
  4. В.Е.Плющев, Б.Д.Степин - Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. 
  5. ↑ Rubidium(англ.)
  6. Rubidium(англ.)
  7. ↑ Rubidium Market – Growth, Trends, and Forecast (2020 – 2025)(англ.)
  8. ↑ Криптон, рубидий, стронций, иттрий, цирконий (рос.)
  9. Rubidium (англ.)
  10. Scientists discover why cesium and rubidium enhance perovskite solar cells(англ.)
  11. A Review of Contemporary Atomic FrequencyStandards(англ.)
  12. The most precise atomic clock ever made is a cube of quantum gas(англ.)
  13. Microchip’s new atomic clock improves performance, yet stays small(англ.)
  14. PRS10 — Rubidium frequency standard with low phase noise(англ.)
  15. ↑ Рубидий: от атомных часов до квантовых мозгов(рос.)
  16. ↑ Rubidium
  17. A waveguide frequency converter connecting rubidium-based quantum memories to the telecom C-band(англ.)
  18. Cold Atom Source Cells [ 2020-12-01 у Wayback Machine.](англ.)
  19. Bose-Einstein Condensates with Rubidium Atoms(англ.)
  20. Бозе-конденсат на МКС показал рекордное время свободного расширения(рос.)
  21. Rubidium chloride(англ.)
  22. The Concentration of Common Cesium and Rubidium in Human Body(англ.)

Див. також

Література

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Rubidij Rb himichnij element z atomnim nomerom 37 ta jogo prosta rechovina Element nalezhit do grupi 1 periodichnoyi tablici tobto do luzhnih metaliv Rubidij sriblyasto bilij legkoplavkij himichno duzhe aktivnij na povitri samozajmayetsya z vodoyu reaguye z vibuhom Gustina 1525 kg m3 tplav 39 47 S tkip 685 S Rubidij Rb Atomnij nomer 37Zovnishnij viglyad prostoyi rechovini m yakij sriblyasto bilij himichno aktivnij metalRubidijVlastivosti atomaAtomna masa molyarna masa 85 4678 a o m g mol Radius atoma 248 pmEnergiya ionizaciyi pershij elektron 402 8 4 17 kDzh mol eV Elektronna konfiguraciya Kr 5s1Himichni vlastivostiKovalentnij radius 216 pmRadius iona 1e 147 pmElektronegativnist za Polingom 0 82Elektrodnij potencial 0Stupeni okisnennya 1Termodinamichni vlastivostiGustina 1 532 g sm Molyarna teployemnist 0 360 Dzh K mol Teploprovidnist 58 2 Vt m K Temperatura plavlennya 312 2 KTeplota plavlennya 2 20 kDzh molTemperatura kipinnya 961 KTeplota viparovuvannya 75 8 kDzh molMolyarnij ob yem 55 9 sm molKristalichna gratkaStruktura gratki kubichna ob yemnocentrovanaPeriod gratki 5 590 AVidnoshennya s a n aTemperatura Debaya 52 1 KH HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br KrRb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og 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 Rubidij u VikishovishiRubidij nalezhit do grupi ridkisnih metaliv Jogo vmist u zemnij kori porivnyano visokij 1 5 10 2 tobto bilshij nizh midi svincyu cinku i inshih elementiv ale rubidij ne utvoryuye vlasnih mineraliv Yak izomorfna domishka rubidij vhodit u minerali inshih luzhnih metaliv i peredusim kaliyu Do chisla bagatih na rubidij mineraliv nalezhat minerali koncentratori polucit lepidolit cinvaldit amazonit biotit Osnovni promislovi zapasi rubidiyu skoncentrovani v apatitonefelinovih porodah slyudah karnaliti i prirodnih mineralizovanih vodah Pri ekzogennih procesah rubidij i cezij nagromadzhuyutsya spilno z kaliyem v solyanih vidkladah rubidij vhodit do skladu silvinu i karnalitu Zmist 1 Istoriya 2 Izotopi 3 Otrimannya 4 Zastosuvannya 5 Biologichna rol 6 Primitki 7 Div takozh 8 LiteraturaIstoriya RedaguvatiU 1859 roci nimecki vcheni Robert Bunzen ta Gustav Kirhgof vinajshli spektralnij analiz Rubidij stav drugim pislya ceziyu elementom vidkritim takim chinom Vpershe nevidomij ranishe spektr Bunzen i Kirhgof pomitili v 1861 roci vivchayuchi zrazok lepidolitu nadislanomu yim z Saksoniyi Piznishe voni viyavili sho analogichna liniya prisutnya u bilsh dostupnomu osadi sho utvoryuvavsya pislya viparovuvannya vodi z mineralnogo dzherela u Shvarcvaldi Viparuvavshi 40 tisyach litriv vodi Bunzen otrimav sumish hloroplatinativ kaliyu ceziyu i rubidiyu z yakih potim zmig za dopomogoyu frakcionovanoyi kristalizaciyi otrimati chistij tartrat rubidiyu a potim vidnoviti jogo do metalichnogo rubidiyu za dopomogoyu sazhi 2 Svoyu nazvu rubidij otrimav za kolorom najharakternishih chervonih linij spektru vid lat Rubidus chervonij temno chervonij Izotopi RedaguvatiRubidij maye yedinij stabilnij izotop 85Rb Inshij izotop sho zustrichayetsya v prirodi 87Rb radioaktivnij iz periodom napivrozpadu 48 8 109 rokiv sho bilsh nizh vtrichi perevishuye vik Vsesvitu Vmist 87Rb v prirodnomu rubidiyi stanovit 27 8 tomu prirodnij rubidij radioaktivnij z aktivnistyu 670 Bk g Usogo vidomij 41 izotop rubidiyu z masovimi chislami vid 71 do 103 8 z nih metastabilni Najbilsh stabilnij z nih 83Rb maye period napivrozpadu 86 dniv 3 Otrimannya Redaguvati Lepidolit odin z osnovnih mineraliv rubidiyu Tehnologichna shema pererobki solikamskih karnalitiv 4 Rubidij 23 j za rozpovsyudzhenistyu element u zemnij kori 5 Vin ne utvoryuye vlasnih mineraliv prote mozhe buti znajdenij yak domishka u bagatoh mineralah sho mistyat inshi luzhni metali Vin zustrichayetsya u ceolitah takih yak polucit i lejcit i u litiyistih slyudah napriklad lepidoliti i cinvalditi 6 Lepidolit i polucit mozhut mistiti do 3 5 i do 1 5 oksidu rubidiyu vidpovidno Ci minerali chasto znahodyat u pegmatitah Znachni pokladi rubidiyevmistnih mineraliv isnuyut v Namibiyi Zambiyi Kitayi Kanadi menshi zapasi isnuyut u bagatoh krayinah Yevropi Aziyi i Pivnichnoyi Ameriki 5 Rubidij otrimuyut poputno pri pererobci kalijnih solej i lepidolitovih koncentrativ Soli rubidiyu otrimuyut yak pobichnij produkt u virobnictvi solej litiyu magniyu i kaliyu metalichnij rubidij metalotermichno vidnovlyuyuchi jogo soli z podalshim ochishennyam vid domishok rektifikaciyeyu i vakuumnoyu distilyaciyeyu Zastosuvannya RedaguvatiSklo odne z osnovnih zastosuvan rubidiyu Dodavannya nevelikoyi kilkosti rubidiyu v sklo dozvolyaye zrobiti jogo bilsh providnim i stabilnim Take sklo vikoristovuyut dlya virobnictva optovolokna 7 Davachi oskilki rubidij maye fotoelektrichni vlastivosti a energiya jogo aktivaciyi duzhe nizka rubidiyeve sklo vikoristovuyut dlya riznomanitnih sensoriv detektoriv ruhu priladiv nichnogo bachennya tosho 8 7 Splav rubidiyu i teluru takozh vikoristovuyut dlya riznomanitnih datchikiv i aktivatoriv oskilki vin ye chutlivim do viprominyuvannya u duzhe shirokomu diapazoni vid blizhnogo infrachervonogo do serednogo ultrafioletovogo Elektrodi u termoemisijnih peretvoryuvachah sho peretvoryuyut energiyu teplovogo viprominyuvannya na elektrichnu vkrivayut rubidiyem 9 Fotoelementi dodavannya rubidiyu i ceziyu v perovskitovi sonyachni paneli pokrashuye yih efektivnist oskilki zapobigaye protikannyu nebazhanih himichnih reakcij pri yih virobnictvi 10 Atomni godinniki rubidiyevi godinniki mensh tochni nizh ceziyevi i vodnevi pohibka stanovit tisyachni doli sekundi na rik todi yak rekord ceziyevih godinnikiv mensh nizh odna stomiljonna 11 12 Prote rubidiyevi godinniki mozhut buti znachno kompaktnishimi najmenshi mozhut rozmishuvatisya na chipi i znachno deshevshimi tisyachi dolariv nizh godinniki inshih tipiv 13 14 Cherez ce voni nadzvichajno populyarni v usih sferah sho ne potrebuyut fenomenalnoyi tochnosti 15 Medicina rubidij vhodit do skladu deyakih antishokovih preparativ vikoristovuyetsya dlya likuvannya epilepsiyi i rozladiv shitopodibnoyi zalozi 7 Deyaki spoluki rubidiyu mayut psihotropni vlastivosti i vikoristovuyutsya dlya likuvannya psihichnih rozladiv 8 Rubidij ye duzhe podibnim do kaliyu i legko zamishuye jogo v organizmi cherez ce radioaktivni izotopi rubidiyu mozhut vikoristovuvatisya yak micheni atomi Viprominyuvach pozitroniv rubidij 82 vikoristovuyetsya u tomografiyi 7 Vakuumna tehnika rubidij dobre zv yazuye kisen tomu vikoristovuyetsya dlya jogo zv yazuvannya pri otrimanni nadglibokogo vakuumu 16 Kvantovi komp yuteri sistemi z atomiv rubidiyu ye odnim zi mozhlivih variantiv realizaciyi kvantovoyi pam yati 17 Napriklad elementi sho pracyuyut na ridbergovih atomah rubidiyu vikoristovuye kompaniya ColdQuanta 18 15 Kriogenni doslidzhennya rubidij 87 buv pershim elementom perevedenim u osoblivij agregatnij stan rechovini kondensat Boze Ejnshtejna 19 U podalshomu vin stav tipovoyu rechovinoyu na yakij provodyatsya doslidzhennya cogo stanu 15 U eksperimentah na MKS gaz rubidiyu buv oholodzhenij do temperaturi 17 nanokelviniv 20 Radiologiya radioaktivnij izotop rubidij 86 shiroko vikoristovuyetsya v gamma defektoskopiyi i vimiryuvalnij tehnici Katalizator u katalizi rubidij vikoristovuyetsya yak v organichnomu tak i neorganichnij sintezi Katalitichna aktivnist rubidiyu vikoristovuyetsya v osnovnomu dlya pererobki nafti na ryad vazhlivih produktiv Acetat rubidiyu napriklad vikoristovuyetsya dlya sintezu metanolu i cilogo ryadu vishih spirtiv z vodyanogo gazu sho aktualno u zv yazku z pidzemnoyu gazifikaciyeyu vugillya ta u virobnictvi shtuchnogo ridkogo paliva dlya avtomobiliv i reaktivnogo paliva Dobavka do paliva hlorid rubidiyu dodayut v benzin dlya pidvishennya jogo oktanovogo chisla 21 Pirotehnika rubidij vikoristovuyut u feyerverkah dlya zabarvlennya yih u fioletovij kolir 16 Biologichna rol RedaguvatiZhivi organizmi ne mayut specifichnoyi potrebi v rubidiyi abo prinajmni taka potreba ne vidoma Odnak klitini vbirayut v sebe ioni rubidiyu z yizhi i vodi analogichno do ioniv natriyu cherez ce lyudske tilo mistit priblizno piv grama cogo metalu 22 Rubidij u prirodi desho radioaktivnij zavdyaki znachnomu vmistu slabko radioaktivnogo izotopu 87Rb Primitki Redaguvati A Course In Thermodynamics Volume 2 angl Petryanov Sokolov 1983 s 471 Isotopes of the Element Rubidium angl V E Plyushev B D Stepin Himiya i tehnologiya soedinenij litiya rubidiya i ceziya a b Rubidium angl Rubidium angl a b v g Rubidium Market Growth Trends and Forecast 2020 2025 angl a b Kripton rubidij stroncij ittrij cirkonij ros Rubidium angl Scientists discover why cesium and rubidium enhance perovskite solar cells angl A Review of Contemporary Atomic FrequencyStandards angl The most precise atomic clock ever made is a cube of quantum gas angl Microchip s new atomic clock improves performance yet stays small angl PRS10 Rubidium frequency standard with low phase noise angl a b v Rubidij ot atomnyh chasov do kvantovyh mozgov ros a b Rubidium A waveguide frequency converter connecting rubidium based quantum memories to the telecom C band angl Cold Atom Source Cells Arhivovano 2020 12 01 u Wayback Machine angl Bose Einstein Condensates with Rubidium Atoms angl Boze kondensat na MKS pokazal rekordnoe vremya svobodnogo rasshireniya ros Rubidium chloride angl The Concentration of Common Cesium and Rubidium in Human Body angl Div takozh RedaguvatiGidrid rubidiyuLiteratura RedaguvatiGlosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 Vodorod palladij Populyarnaya biblioteka himicheskih elementov I V Petryanov Sokolov 3 M Nauka 1983 T 1 559 s Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Rubidij amp oldid 39566916