Rubid

Rubid (Rb, łac. rubidium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali alkalicznych układu okresowego.

Rubid

– ← rubid → stront
K ↑ Rb ↓ Cs 37 Rb
Wygląd
srebrzystobiały
Próbka rubidu w stanie ciekłym (w szklanej ampułce). Dostrzegalne kolorowe zabarwienia, pochodzące od nadtlenków.
Widmo emisyjne rubidu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.	rubid, Rb, 37 (łac. rubidium)
Grupa, okres, blok	1 (IA), 5, s
Stopień utlenienia	I
Właściwości metaliczne	metal alkaliczny
Właściwości tlenków	silnie zasadowe
Masa atomowa	85,468 ± 0,001[a][1]
Stan skupienia	stały
Gęstość	1532 kg/m³
Temperatura topnienia	39,30 °C[2]
Temperatura wrzenia	688 °C[2]
Numer CAS	7440-17-7
PubChem	5357696
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny • van der Waalsa 235 (obl. 265) pm 211 pm 244 pm Konfiguracja elektronowa [Kr]5s1 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 8, 1 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 0,82 0,89 Potencjały jonizacyjne I 403,0 kJ/mol II 2633 kJ/mol III 3860 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 77,216 kJ/mol Ciepło topnienia 2,192 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 1,56×10−4 Pa (312,6 K) Konduktywność 7,79×106 S/m Ciepło właściwe 363 J/(kg·K) Przewodność cieplna 58,2 W/(m·K) Układ krystalograficzny regularny przestrzennie centrowany Twardość • w skali Mohsa 0,5 Prędkość dźwięku 1300 m/s (293,15 K) Objętość molowa 55,76×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 83Rb {syn.} 86,2 dni w.e. 83Kr 84Rb {syn.} 32,9 dni β+ β− 0,78 0,892 84Kr 84Sr 85Rb 72,165% stabilny izotop z 48 neutronami 86Rb {syn.} 18,65 dni β− 1,775 86Sr 87Rb 27,835% 4,88×1010 lat β− 0,283 87Sr
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-09-30] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie podanej karty charakterystyki Niebezpieczeństwo Zwroty H H260, H314, EUH014 Zwroty P P223, P231+P232, P280, P305+P351+P338, P370+P378, P422 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[3] 0 3 2 W Numer RTECS VL8500000
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Charakterystyka

Barwienie płomienia przez związek rubidu

Rubid ma 29 izotopów z przedziału mas 74–102 o okresie półtrwania minimum 1 ms^[4]. Trwały jest tylko ⁸⁵Rb. W naturalnym składzie izotopowym tego pierwiastka oprócz ⁸⁵Rb (72,2%) występuje jeszcze długożyciowy izotop ⁸⁷Rb (27,8%, t_1/2 ≈ 50 mld lat)^[5].

W postaci czystej rubid jest bardzo miękkim, ciągliwym metalem o srebrzysto-szarym połysku^[6]. Jego własności chemiczne są zbliżone do potasu (który jest mniej reaktywny od rubidu) oraz cezu (który jest bardziej reaktywny). Jest drugim po cezie najbardziej elektrododatnim z nieradioaktywnych metali alkalicznych (X = 0,82). Topi się w temperaturze 39,3°C. Tworzy amalgamat z rtęcią oraz stopy ze złotem, żelazem, cezem, sodem i potasem, ale nie z litem^[7]. Na powietrzu zapala się samorzutnie, z wodą reaguje wybuchowo^[6]. Ma bardzo małą energię jonizacji wynoszącą 406 kJ/mol^[8].

Kationy Rb⁺ barwią płomień na kolor fioletowo-różowy. Odróżnienie od bardzo podobnej barwy płomienia potasu wymaga spektroskopu.

Występowanie

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 90 ppm. Minerałami o relatywnie wysokiej zawartości rubidu są lepidolit i karnalit.

Odkrycie

Został odkryty w 1861 roku przez R. Bunsena i G. Kirchhoffa w Heidelbergu metodą analizy widmowej^[9]. Robert Bunsen otrzymał rubid po raz pierwszy w postaci czystej za pomocą reakcji chlorku rubidu z potasem.

Znaczenie biologiczne

Niektóre jego sole, podobnie jak sole litu, mają działanie stymulujące ośrodkowy układ nerwowy. Dawniej podejmowano próby zastosowania soli rubidu w lecznictwie psychiatrycznym (w chorobie afektywnej)^[10].

Zastosowania techniczne

Rubidowy zegar atomowy w U.S. Naval Observatory

Znane są jego tlenki, sole kwasów nieorganicznych i kilkaset kompleksów metaloorganicznych, jednak żaden z tych związków nie odgrywa praktycznej roli.

W roku 1995 izotop ⁸⁷Rb został wykorzystany do uzyskania kondensatu Bosego-Einsteina.

Stosowany jest, w niewielkich ilościach, jako domieszka do półprzewodników stosowanych w fotokomórkach, dodatek do specjalnych gatunków szkła oraz jako komponent zegarów atomowych.

Uwagi

1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 85,4678 ± 0,0003. Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.