Pada tahun 1861, metode fisika yang baru ditemukan untuk mempelajari zat - analisis spektral - sekali lagi menunjukkan kekuatan dan keandalannya, sebagai jaminan masa depan yang hebat dalam sains dan teknologi. Dengan bantuannya, unsur kimia kedua yang sebelumnya tidak diketahui, rubidium, ditemukan. Kemudian, dengan ditemukannya hukum periodik pada tahun 1869 oleh D. I. Mendeleev, rubidium, bersama dengan unsur-unsur lain, mengambil tempatnya dalam tabel, yang membawa keteraturan pada ilmu kimia.
Studi lebih lanjut tentang rubidium menunjukkan bahwa elemen ini memiliki sejumlah sifat yang menarik dan berharga. Kami akan mempertimbangkan di sini yang paling khas dan penting dari mereka.
Karakteristik umum suatu unsur kimia
Rubidium memiliki nomor atom 37, yaitu, dalam atomnya, komposisi inti hanya mencakup sejumlah partikel bermuatan positif - proton. masing-masingatom netral memiliki 37 elektron.
Elemen simbol - Rb. Dalam sistem periodik, rubidium diklasifikasikan sebagai elemen golongan I, periodenya adalah kelima (dalam tabel versi periode pendek, ia termasuk dalam subkelompok utama grup I dan terletak di baris keenam). Ini adalah logam alkali, lembut, sangat melebur, zat kristal putih perak.
Riwayat penemuan
Kehormatan menemukan unsur kimia rubidium adalah milik dua ilmuwan Jerman - ahli kimia Robert Bunsen dan fisikawan Gustav Kirchhoff, penulis metode spektroskopi untuk mempelajari komposisi materi. Setelah penggunaan analisis spektral mengarah pada penemuan cesium pada tahun 1860, para ilmuwan melanjutkan penelitian mereka, dan pada tahun berikutnya, ketika mempelajari spektrum mineral lepidolite, mereka menemukan dua garis merah gelap yang tidak teridentifikasi. Berkat naungan karakteristik garis spektral terkuat, yang memungkinkan untuk menetapkan keberadaan elemen yang sebelumnya tidak diketahui, ia mendapatkan namanya: kata rubidus diterjemahkan dari bahasa Latin sebagai "merah tua, merah tua."
Pada tahun 1863, Bunsen adalah orang pertama yang mengisolasi logam rubidium dari mata air mineral dengan menguapkan sejumlah besar larutan, memisahkan garam kalium, sesium dan rubidium, dan akhirnya mereduksi logam menggunakan jelaga. Kemudian, N. Beketov berhasil memulihkan rubidium dari hidroksidanya menggunakan bubuk aluminium.
Karakteristik fisik elemen
Rubidium adalah logam ringan, ia memilikikepadatan 1,53g/cm3 (pada suhu nol). Membentuk kristal dengan kisi berpusat badan kubik. Rubidium meleleh hanya pada 39 °C, yaitu, pada suhu kamar, konsistensinya sudah mendekati pucat. Logam ini mendidih pada 687 °C dan uapnya berwarna biru kehijauan.
Rubidium adalah paramagnet. Dalam hal konduktivitas, itu lebih dari 8 kali lebih unggul dari merkuri pada 0 ° C dan hampir berkali-kali lebih rendah daripada perak. Seperti logam alkali lainnya, rubidium memiliki ambang efek fotolistrik yang sangat rendah. Untuk membangkitkan arus foto di dalamnya, panjang gelombang panjang (yaitu, frekuensi rendah dan membawa lebih sedikit energi) sinar lampu merah sudah cukup. Dalam hal ini, hanya cesium yang melampaui sensitivitasnya.
Isotop
Rubidium memiliki berat atom 85.468. Itu terjadi di alam dalam bentuk dua isotop yang berbeda dalam jumlah neutron dalam inti: rubidium-85 merupakan proporsi terbesar (72,2%), dan dalam jumlah yang jauh lebih kecil - 27,8% - rubidium-87. Inti atom mereka, selain 37 proton, masing-masing mengandung 48 dan 50 neutron. Isotop yang lebih ringan stabil, sedangkan rubidium-87 memiliki waktu paruh yang sangat besar yaitu 49 miliar tahun.
Saat ini, beberapa lusin isotop radioaktif dari unsur kimia ini telah diperoleh secara artifisial: dari rubidium-71 ultralight hingga rubidium-102 yang dipenuhi neutron. Waktu paruh isotop buatan berkisar dari beberapa bulan hingga 30 nanodetik.
Sifat kimia dasar
Seperti disebutkan di atas, dalam serangkaian unsur kimia, rubidium (seperti natrium, kalium, litium, sesium, dan fransium) termasuk dalam logam alkali. Keunikan konfigurasi elektronik atomnya, yang menentukan sifat kimianya, adalah adanya hanya satu elektron pada tingkat energi eksternal. Elektron ini dengan mudah meninggalkan atom, dan ion logam pada saat yang sama memperoleh konfigurasi elektronik yang menguntungkan secara energi dari elemen inert di depannya dalam tabel periodik. Untuk rubidium, ini adalah konfigurasi kripton.
Jadi, rubidium, seperti logam alkali lainnya, memiliki sifat pereduksi yang nyata dan keadaan oksidasi +1. Sifat alkali lebih menonjol dengan meningkatnya berat atom, karena jari-jari atom juga meningkat, dan, karenanya, ikatan antara elektron terluar dan nukleus melemah, yang mengarah pada peningkatan aktivitas kimia. Oleh karena itu, rubidium lebih aktif daripada litium, natrium dan kalium, dan sesium, pada gilirannya, lebih aktif daripada rubidium.
Meringkas semua hal di atas tentang rubidium, elemen tersebut dapat diuraikan, seperti pada ilustrasi di bawah ini.
Senyawa yang dibentuk oleh rubidium
Di udara, logam ini, karena reaktivitasnya yang luar biasa, teroksidasi dengan hebat, dengan penyalaan (nyala memiliki warna ungu-merah muda); selama reaksi, superoksida dan rubidium peroksida terbentuk, menunjukkan sifat-sifat oksidator kuat:
- Rb + O2 → RbO2.
- 2Rb + O2 →Rb2O2.
Oksida terbentuk jika akses oksigen ke reaksi terbatas:
- 4Rb + O2 → 2Rb2O.
Ini adalah zat kuning yang bereaksi dengan air, asam, dan asam oksida. Dalam kasus pertama, salah satu alkali terkuat terbentuk - rubidium hidroksida, sisanya - garam, misalnya, rubidium sulfat Rb2SO4, sebagian besar larut.
Lebih hebat lagi, disertai dengan ledakan (karena rubidium dan hidrogen yang dilepaskan langsung menyala), logam bereaksi dengan air, yang membentuk rubidium hidroksida, senyawa yang sangat agresif:
- 2Rb + 2H2O → 2RbOH +H2.
Rubidium adalah elemen kimia yang juga dapat langsung bereaksi dengan banyak non-logam - dengan fosfor, hidrogen, karbon, silikon, dan halogen. Rubidium halida - RbF, RbCl, RbBr, RbI - mudah larut dalam air dan dalam beberapa pelarut organik, seperti etanol atau asam format. Interaksi logam dengan belerang (penggosokan dengan serbuk belerang) terjadi secara eksplosif dan mengarah pada pembentukan sulfida.
Ada juga senyawa rubidium yang sukar larut, seperti perklorat RbClO4, senyawa ini digunakan dalam analisis untuk menentukan unsur kimia ini.
Berada di alam
Rubidium bukanlah elemen langka. Itu ditemukan hampir di mana-mana, termasuk dalamkomposisi banyak mineral dan batuan, dan juga terkandung di lautan, di bawah tanah dan perairan sungai. Di dalam kerak bumi, kandungan rubidium mencapai nilai total kandungan tembaga, seng dan nikel. Namun, tidak seperti banyak logam langka lainnya, rubidium adalah elemen yang sangat jejak, konsentrasinya dalam batuan sangat rendah, dan tidak membentuk mineralnya sendiri.
Dalam komposisi mineral, rubidium menyertai kalium di mana-mana. Konsentrasi rubidium tertinggi ditemukan pada lepidolit, mineral yang juga berfungsi sebagai sumber litium dan cesium. Jadi rubidium selalu ada dalam jumlah kecil di mana logam alkali lainnya ditemukan.
Sedikit tentang penggunaan rubidium
Deskripsi singkat tentang kimia. elemen rubidium dapat dilengkapi dengan beberapa kata tentang area di mana logam ini dan senyawanya digunakan.
Rubidium digunakan dalam produksi fotosel, dalam teknologi laser, adalah bagian dari beberapa paduan khusus untuk teknologi roket. Dalam industri kimia, garam rubidium digunakan karena aktivitas katalitiknya yang tinggi. Salah satu isotop buatan, rubidium-86, digunakan dalam deteksi cacat sinar gamma dan, sebagai tambahan, dalam industri farmasi untuk sterilisasi obat.
Isotop lain, rubidium-87, digunakan dalam geokronologi, di mana ia digunakan untuk menentukan usia batuan tertua karena waktu paruhnya yang sangat panjang (metode rubidium-strontium).
Jika beberapa dekadeMeskipun pernah diyakini bahwa rubidium adalah elemen kimia yang cakupannya tidak mungkin berkembang, sekarang prospek baru untuk logam ini muncul, misalnya, dalam katalisis, di unit turbin suhu tinggi, di optik khusus, dan di area lain. Jadi rubidium memainkan dan akan terus memainkan peran penting dalam teknologi modern.
