Mnamo 1861, mbinu ya kimaumbile iliyovumbuliwa hivi majuzi ya kusoma vitu - uchanganuzi wa spectral - kwa mara nyingine tena ilionyesha nguvu na kutegemewa kwake, kama hakikisho la mustakabali mzuri katika sayansi na teknolojia. Kwa msaada wake, kipengele cha pili cha kemikali kisichojulikana hapo awali, rubidium, kiligunduliwa. Kisha, pamoja na ugunduzi wa sheria ya mara kwa mara mwaka wa 1869 na D. I. Mendeleev, rubidium, pamoja na vipengele vingine, ilichukua nafasi yake katika meza, ambayo ilileta utaratibu wa sayansi ya kemikali.
Utafiti zaidi wa rubidium ulionyesha kuwa kipengele hiki kina idadi ya sifa za kuvutia na za thamani. Tutazingatia hapa sifa na muhimu zaidi kati yao.
Sifa za jumla za kipengele cha kemikali
Rubidium ina nambari ya atomiki ya 37, ambayo ni, katika atomi zake, muundo wa nuclei unajumuisha idadi kama hiyo ya chembe zenye chaji - protoni. Mtawaliaatomi ya upande wowote ina elektroni 37.
Alama ya kipengele - Rb. Katika mfumo wa upimaji, rubidium imeainishwa kama sehemu ya kikundi I, kipindi ni cha tano (katika toleo la muda mfupi la jedwali, ni ya kikundi kikuu cha kikundi cha I na iko kwenye safu ya sita). Ni metali ya alkali, ni dutu laini ya fuwele, inayoweza fusible, fedha-nyeupe.
Historia ya uvumbuzi
Heshima ya kugundua kipengele cha kemikali cha rubidium ni ya wanasayansi wawili wa Ujerumani - mwanakemia Robert Bunsen na mwanafizikia Gustav Kirchhoff, waandishi wa mbinu ya spectroscopic ya kusoma muundo wa mata. Baada ya matumizi ya uchambuzi wa spectral ilisababisha ugunduzi wa cesium mwaka wa 1860, wanasayansi waliendelea na utafiti wao, na mwaka uliofuata sana, wakati wa kusoma wigo wa lepidolite ya madini, waligundua mistari miwili nyekundu isiyojulikana. Ni shukrani kwa kivuli cha tabia ya mistari yenye nguvu zaidi ya spectral, ambayo iliwezekana kuanzisha uwepo wa kitu kisichojulikana hapo awali, ambacho kilipata jina lake: neno rubidus limetafsiriwa kutoka Kilatini kama "nyekundu, nyekundu nyeusi."
Mnamo 1863, Bunsen ilikuwa ya kwanza kutenga chuma cha rubidiamu kutoka kwa chemchemi ya madini kwa kuyeyusha kiwango kikubwa cha myeyusho, kutenganisha potasiamu, chumvi ya cesium na rubidiamu, na hatimaye kupunguza chuma kwa kutumia masizi. Baadaye, N. Beketov alifanikiwa kurejesha rubidiamu kutoka kwa hidroksidi yake kwa kutumia poda ya alumini.
Tabia ya kimwili ya kipengele
Rubidium ni metali nyepesi, inayomsongamano 1.53g/cm3 (katika halijoto sifuri). Hutengeneza fuwele kwa kimiani ya ujazo inayozingatia mwili. Rubidium inayeyuka kwa 39 ° C tu, yaani, kwa joto la kawaida, msimamo wake tayari uko karibu na pasty. Metali huchemka ifikapo 687 °C na mvuke wake ni kijani-bluu.
Rubidium ni paramagneti. Kwa upande wa conductivity, ni zaidi ya mara 8 kuliko zebaki saa 0 ° C na ni karibu mara nyingi duni kuliko fedha. Kama madini mengine ya alkali, rubidium ina kizingiti cha chini sana cha athari ya picha ya umeme. Ili kusisimua photocurrent ndani yake, urefu wa wavelength (yaani, chini-frequency na kubeba nishati kidogo) mionzi ya mwanga nyekundu inatosha. Katika suala hili, ni cesium pekee ndiyo huizidi kwa usikivu.
Isotopu
Rubidium ina uzito wa atomiki wa 85.468. Inatokea katika maumbile katika mfumo wa isotopu mbili ambazo hutofautiana katika idadi ya neutroni kwenye kiini: rubidium-85 hufanya sehemu kubwa zaidi (72.2%), na katika a kiasi kidogo - 27.8% - rubidium-87. Nuclei za atomi zao, pamoja na protoni 37, zina nyutroni 48 na 50, kwa mtiririko huo. Isotopu nyepesi ni thabiti, wakati rubidium-87 ina nusu ya maisha ya miaka bilioni 49.
Kwa sasa, makumi kadhaa ya isotopu zenye mionzi za kipengele hiki cha kemikali zimepatikana kwa njia ya uwongo: kutoka rubidium-71 ya mwangaza sana hadi rubidium-102 iliyojaa neutroni. Nusu ya maisha ya isotopu bandia huanzia miezi michache hadi nanoseconds 30.
Sifa za kemikali za kimsingi
Kama ilivyobainishwa hapo juu, katika mfululizo wa vipengele vya kemikali, rubidiamu (kama sodiamu, potasiamu, lithiamu, cesium na francium) ni mali ya metali za alkali. Upekee wa usanidi wa elektroniki wa atomi zao, ambayo huamua mali ya kemikali, ni uwepo wa elektroni moja tu kwenye kiwango cha nishati ya nje. Elektroni hii huacha atomi kwa urahisi, na ioni ya chuma wakati huo huo hupata usanidi wa kielektroniki wa kipengele cha ajizi mbele yake kwenye jedwali la upimaji. Kwa rubidium, huu ndio usanidi wa kryptoni.
Kwa hivyo, rubidiamu, kama madini mengine ya alkali, imetamka sifa za kupunguza na hali ya oksidi ya +1. Sifa za alkali hutamkwa zaidi na kuongezeka kwa uzito wa atomiki, kwani radius ya atomi pia huongezeka, na, ipasavyo, dhamana kati ya elektroni ya nje na kiini ni dhaifu, ambayo husababisha kuongezeka kwa shughuli za kemikali. Kwa hivyo, rubidiamu inafanya kazi zaidi kuliko lithiamu, sodiamu na potasiamu, na cesium, kwa upande wake, inafanya kazi zaidi kuliko rubidiamu.
Kwa muhtasari wa yote hapo juu kuhusu rubidiamu, kipengele kinaweza kuchanganuliwa, kama ilivyo kwenye picha hapa chini.
Michanganyiko inayoundwa na rubidium
Angani, chuma hiki, kwa sababu ya utendakazi wake wa kipekee, huweka oksidi kwa nguvu, kwa kuwaka (mwali wa moto una rangi ya zambarau-pinki); wakati wa mmenyuko, peroksidi ya superoxide na rubidiamu huundwa, kuonyesha mali ya vioksidishaji vikali:
- Rb + O2 → RbO2..
- 2Rb + O2 →Rb2O2..
Oksidi hutengenezwa ikiwa ufikiaji wa oksijeni kwa mmenyuko ni mdogo:
- 4Rb + O2 → 2Rb2O.
Hii ni dutu ya manjano ambayo humenyuka pamoja na maji, asidi na oksidi za asidi. Katika kesi ya kwanza, moja ya alkali yenye nguvu zaidi huundwa - hidroksidi ya rubidium, kwa wengine - chumvi, kwa mfano, rubidium sulfate Rb2SO4, ambazo nyingi huyeyuka.
Kwa ukali zaidi, unaoambatana na mlipuko (kwa vile rubidiamu na hidrojeni iliyotolewa huwaka papo hapo), metali hii humenyuka pamoja na maji, ambayo hutengeneza hidroksidi ya rubidiamu, kiwanja kikali sana:
- 2Rb + 2H2O → 2RbOH +H2.
Rubidium ni kipengele cha kemikali ambacho kinaweza pia kuitikia moja kwa moja pamoja na nyingi zisizo metali - pamoja na fosforasi, hidrojeni, kaboni, silikoni na halojeni. Rubidium halidi - RbF, RbCl, RbBr, RbI - huyeyuka kwa urahisi katika maji na katika baadhi ya vimumunyisho vya kikaboni, kama vile ethanoli au asidi ya fomu. Mwingiliano wa chuma na salfa (kusugua na unga wa salfa) hutokea kwa mlipuko na kusababisha kutengeneza sulfidi.
Pia kuna misombo ya rubidium isiyoweza kuyeyuka, kama vile perklorate RbClO4, hutumika katika uchanganuzi kubainisha kipengele hiki cha kemikali.
Kuwa katika asili
Rubidium si kipengele adimu. Inapatikana karibu kila mahali, imejumuishwa ndaniutungaji wa madini mengi na miamba, na pia zilizomo katika bahari, katika maji ya chini ya ardhi na mito. Katika ukoko wa dunia, maudhui ya rubidium hufikia thamani ya jumla ya maudhui ya shaba, zinki na nickel. Hata hivyo, tofauti na metali nyingi adimu zaidi, rubidium ni kipengele cha kufuatilia sana, ukolezi wake kwenye miamba ni mdogo sana, na hautengenezi madini yake yenyewe.
Katika utungaji wa madini, rubidium huambatana na potasiamu kila mahali. Mkusanyiko wa juu zaidi wa rubidiamu hupatikana katika lepidolite, madini ambayo pia hutumika kama chanzo cha lithiamu na cesium. Kwa hivyo rubidium huwa ipo kila wakati kwa viwango vidogo ambapo metali nyingine za alkali hupatikana.
Machache kuhusu matumizi ya rubidium
Maelezo mafupi ya kemikali. kipengele cha rubidium kinaweza kuongezwa kwa maneno machache kuhusu maeneo ambayo chuma hiki na misombo yake hutumiwa.
Rubidium hutumika katika utengenezaji wa seli za picha, katika teknolojia ya leza, ni sehemu ya aloi maalum za teknolojia ya roketi. Katika tasnia ya kemikali, chumvi ya rubidium hutumiwa kwa sababu ya shughuli zao za juu za kichocheo. Mojawapo ya isotopu bandia, rubidiamu-86, hutumika katika kugundua dosari ya mionzi ya gamma na, kwa kuongezea, katika tasnia ya dawa kwa ajili ya kufifisha dawa.
Isotopu nyingine, rubidium-87, hutumika katika geochronology, ambapo hutumika kubainisha umri wa miamba ya zamani zaidi kutokana na maisha yake marefu sana (njia ya rubidium-strontium).
Kama miongo kadhaaWakati mara moja iliaminika kuwa rubidium ni kipengele cha kemikali ambacho upeo wake hauwezekani kupanua, sasa matarajio mapya ya chuma hiki yanajitokeza, kwa mfano, katika catalysis, katika vitengo vya turbine vya joto la juu, katika optics maalum na katika maeneo mengine. Kwa hivyo rubidium hucheza na itaendelea kuchukua jukumu muhimu katika teknolojia ya kisasa.
