Në vitin 1861, metoda fizike e shpikur së fundmi për studimin e substancave - analiza spektrale - tregoi edhe një herë fuqinë dhe besueshmërinë e saj, si garanci për një të ardhme të madhe në shkencë dhe teknologji. Me ndihmën e tij, u zbulua elementi i dytë kimik i panjohur më parë, rubidiumi. Më pas, me zbulimin e ligjit periodik në 1869 nga D. I. Mendeleev, rubidiumi, së bashku me elementët e tjerë, zuri vendin e tij në tabelë, i cili solli rregull në shkencën kimike.
Studimi i mëtejshëm i rubidiumit tregoi se ky element ka një sërë veçorish interesante dhe të vlefshme. Këtu do të shqyrtojmë më karakteristiket dhe më të rëndësishmet prej tyre.
Karakteristikat e përgjithshme të një elementi kimik
Rubidium ka një numër atomik prej 37, domethënë, në atomet e tij, përbërja e bërthamave përfshin pikërisht një numër të tillë grimcash të ngarkuara pozitivisht - protone. Përkatësishtnjë atom neutral ka 37 elektrone.
Simbol i elementit - Rb. Në sistemin periodik, rubidiumi klasifikohet si një element i grupit I, periudha është e pesta (në versionin me periudhë të shkurtër të tabelës, ai i përket nëngrupit kryesor të grupit I dhe ndodhet në rreshtin e gjashtë). Është një metal alkali, është një substancë kristalore e butë, shumë e shkrirë, e bardhë në argjend.
Historia e zbulimit
Nderi i zbulimit të elementit kimik rubidium u takon dy shkencëtarëve gjermanë - kimisti Robert Bunsen dhe fizikani Gustav Kirchhoff, autorët e metodës spektroskopike për studimin e përbërjes së materies. Pasi përdorimi i analizës spektrale çoi në zbulimin e ceziumit në 1860, shkencëtarët vazhduan kërkimet e tyre dhe vitin tjetër, kur studiuan spektrin e mineralit lepidolit, zbuluan dy vija të kuqe të errëta të paidentifikuara. Falë hijes karakteristike të linjave spektrale më të forta, me të cilat u arrit të vërtetohej ekzistenca e një elementi të panjohur më parë, ai mori emrin e tij: fjala rubidus përkthehet nga latinishtja si "e kuqe e kuqe e errët".
Në 1863, Bunsen ishte i pari që izoloi rubidiumin metalik nga uji i burimeve minerale duke avulluar një sasi të madhe tretësire, duke ndarë kripërat e kaliumit, ceziumit dhe rubidiumit dhe në fund duke reduktuar metalin duke përdorur blozën. Më vonë, N. Beketov arriti të rikuperonte rubidiumin nga hidroksidi i tij duke përdorur pluhur alumini.
Karakteristika fizike e elementit
Rubidiumi është një metal i lehtë, kadendësia 1,53 g/cm3(në temperaturë zero). Formon kristale me një rrjetë kub në qendër të trupit. Rubidiumi shkrihet vetëm në 39 °C, domethënë, në temperaturën e dhomës, konsistenca e tij tashmë është afër pastë. Metali vlon në 687 °C dhe avujt e tij janë të gjelbër-blu.
Rubidiumi është një paramagnet. Për sa i përket përçueshmërisë, është më shumë se 8 herë më i lartë se mërkuri në 0 ° C dhe është pothuajse po aq herë inferior ndaj argjendit. Ashtu si metalet e tjera alkali, rubidiumi ka një prag shumë të ulët të efektit fotoelektrik. Për të nxitur një fotorrymë në të, mjaftojnë rrezet e dritës së kuqe me gjatësi vale të gjatë (domethënë me frekuencë të ulët dhe me më pak energji). Në këtë drejtim, vetëm ceziumi e tejkalon atë në ndjeshmëri.
Izotope
Rubidiumi ka një peshë atomike prej 85,468. Ai shfaqet në natyrë në formën e dy izotopeve që ndryshojnë në numrin e neutroneve në bërthamë: rubidiumi-85 përbën pjesën më të madhe (72,2%), dhe në një sasi shumë më e vogël - 27.8% - rubidium-87. Bërthamat e atomeve të tyre, përveç 37 protoneve, përmbajnë përkatësisht 48 dhe 50 neutrone. Izotopi më i lehtë është i qëndrueshëm, ndërsa rubidium-87 ka një gjysmë jetë të madhe prej 49 miliardë vjetësh.
Për momentin, disa dhjetëra izotope radioaktive të këtij elementi kimik janë marrë artificialisht: nga rubidium-71 ultra i lehtë deri te rubidium-102 i mbingarkuar me neutrone. Gjysma e jetës së izotopeve artificiale varion nga disa muaj deri në 30 nanosekonda.
Vetitë kimike bazë
Siç u përmend më lart, në një seri elementësh kimikë, rubidiumi (si natriumi, kaliumi, litiumi, ceziumi dhe franciumi) i përket metaleve alkaline. E veçanta e konfigurimit elektronik të atomeve të tyre, e cila përcakton vetitë kimike, është prania e vetëm një elektroni në nivelin e jashtëm të energjisë. Ky elektron largohet lehtësisht nga atomi, dhe joni i metalit në të njëjtën kohë fiton një konfigurim elektronik të favorshëm energjetik të elementit inert përpara tij në tabelën periodike. Për rubidiumin, ky është konfigurimi i kriptonit.
Kështu, rubidiumi, si metalet e tjera alkaline, ka veti të theksuara reduktuese dhe një gjendje oksidimi +1. Vetitë alkaline janë më të theksuara me rritjen e peshës atomike, pasi rrezja e atomit gjithashtu rritet, dhe, në përputhje me rrethanat, lidhja midis elektronit të jashtëm dhe bërthamës dobësohet, gjë që çon në një rritje të aktivitetit kimik. Prandaj, rubidiumi është më aktiv se litiumi, natriumi dhe kaliumi, dhe ceziumi, nga ana tjetër, është më aktiv se rubidiumi.
Duke përmbledhur të gjitha sa më sipër për rubidiumin, elementi mund të analizohet, si në ilustrimin më poshtë.
Përbërjet e formuara nga rubidium
Në ajër, ky metal, për shkak të reaktivitetit të jashtëzakonshëm, oksidohet vrullshëm, me ndezje (flaka ka ngjyrë vjollce-rozë); gjatë reaksionit, formohen superoksidi dhe peroksidi i rubidiumit, duke shfaqur vetitë e agjentëve të fortë oksidues:
- Rb + O2 → RbO2.
- 2Rb + O2 →Rb2O2.
Oksidi formohet nëse aksesi i oksigjenit në reaksion është i kufizuar:
- 4Rb + O2 → 2Rb2O.
Kjo është një substancë e verdhë që reagon me ujin, acidet dhe oksidet e acidit. Në rastin e parë, formohet një nga alkalet më të forta - hidroksidi i rubidiumit, në pjesën tjetër - kripërat, për shembull, sulfati i rubidiumit Rb2SO4, shumica e të cilave janë të tretshme.
Edhe më dhunshëm, i shoqëruar nga një shpërthim (pasi rubidiumi dhe hidrogjeni i lëshuar ndizen menjëherë), metali reagon me ujin, i cili formon hidroksid rubidium, një përbërje jashtëzakonisht agresive:
- 2Rb + 2H2O → 2RbOH +H2.
Rubidiumi është një element kimik që gjithashtu mund të reagojë drejtpërdrejt me shumë jometale - me fosfor, hidrogjen, karbon, silikon dhe halogjene. Halidet e rubidiumit - RbF, RbCl, RbBr, RbI - janë lehtësisht të tretshëm në ujë dhe në disa tretës organikë, si etanoli ose acidi formik. Ndërveprimi i metalit me squfurin (fërkimi me pluhur squfuri) ndodh në mënyrë shpërthyese dhe çon në formimin e sulfurit.
Ekzistojnë gjithashtu komponime të dobëta të tretshme të rubidiumit, të tilla si perklorati RbClO4, ato përdoren në analitikë për të përcaktuar këtë element kimik.
Të jesh në natyrë
Rubidiumi nuk është një element i rrallë. Gjendet pothuajse kudo, përfshirë nëPërbërja e shumë mineraleve dhe shkëmbinjve, dhe gjithashtu gjendet në oqean, në ujërat nëntokësore dhe të lumenjve. Në koren e tokës, përmbajtja e rubidiumit arrin vlerën totale të përmbajtjes së bakrit, zinkut dhe nikelit. Megjithatë, ndryshe nga shumë metale shumë më të rralla, rubidiumi është një element jashtëzakonisht gjurmë, përqendrimi i tij në shkëmb është shumë i ulët dhe nuk formon mineralet e veta.
Në përbërjen e mineraleve, rubidiumi shoqëron kudo kaliumin. Përqendrimi më i lartë i rubidiumit gjendet në lepidolitet, minerale që shërbejnë edhe si burim i litiumit dhe ceziumit. Pra, rubidiumi është gjithmonë i pranishëm në sasi të vogla ku gjenden metale të tjera alkali.
Pak për përdorimin e rubidiumit
Përshkrim i shkurtër i kim. elementi rubidium mund të plotësohet me disa fjalë për zonat në të cilat përdoret ky metal dhe përbërjet e tij.
Rubidiumi përdoret në prodhimin e fotocelave, në teknologjinë lazer, është pjesë e disa lidhjeve speciale për teknologjinë raketore. Në industrinë kimike, kripërat e rubidiumit përdoren për shkak të aktivitetit të tyre të lartë katalitik. Një nga izotopët artificialë, rubidium-86, përdoret në zbulimin e gabimeve me rreze gama dhe, përveç kësaj, në industrinë farmaceutike për sterilizimin e barnave.
Një tjetër izotop, rubidium-87, përdoret në gjeokronologji, ku përdoret për të përcaktuar moshën e shkëmbinjve më të vjetër për shkak të gjysmëjetës së tij shumë të gjatë (metoda rubidium-stroncium).
Nëse disa dekadaNdërsa dikur besohej se rubidiumi është një element kimik, fushëveprimi i të cilit nuk ka gjasa të zgjerohet, tani po shfaqen perspektiva të reja për këtë metal, për shembull, në katalizë, në njësitë e turbinave me temperaturë të lartë, në optikë speciale dhe në fusha të tjera. Pra, rubidiumi luan dhe do të vazhdojë të luajë një rol të rëndësishëm në teknologjitë moderne.
