Руби́дий (лат. rubidium, от лат. rubidus — красный), Rb (читается «рубидий»), химический элемент с атомным номером 37, атомная масса 85, 4678. Природный рубидий состоит из смеси стабильного нуклида 85Rb (72, 15% по массе) и слабо --радиоактивного 87Rb (период полураспада Т1/2 = 4, 8·1010 лет). Расположен в группе IA (щелочные металлы), в 5-м периоде. Электронная конфигурация внешнего слоя 5s1, Степень окисления +1 (валентность I).
Радиус нейтрального атома рубидия 0, 248 нм, радиус иона Rb+0, 166 нм (координационное число 6). Энергии последовательной ионизации атома Rb 4, 177, 27, 5, 40, 0, 52, 6 и 71 эВ. Сродство к электрону 0, 49 эВ. Работа выхода электрона 2, 16 эВ. Электроотрицательность по Полингу 0, 8.
Немецкие исследователи Р. В. Бунзен и Г. Р. Кирхгоф выполнили в 1861 спектральные исследования минерала лепидолита и осадка, образующегося после выпаривания минеральных вод из источников Шварцвальда. Спектры содержали темно-красную линию, принадлежащую новому элементу.
После выпаривания минеральных вод из полученного остатка с помощью хлорплатината аммония (NH4)2PtCl6 была осаждена смесь хлорплатинатов калия, рубидия и цезия. Затем, хлорплатинаты были переведены в карбонаты и в соли винной кислоты — тартраты. Путем многократной дробной перекристаллизации кислых тартратов Бунзену удалось очистить рубидий от калия и цезия и получить первый препарат соли рубидия. В 1863 Бунзен за счет восстановления кислого тартрата рубидия с помощью сажи приготовил первый образец металлического рубидия.
Содержание рубидия в земной коре 1, 5·10 -2% по массе. Не образует собственных минералов, как правило, сопутствует K или Li. Находится в минеральных источниках, озерной, морской и подземной водах.
Рубидий в основном получают при переработке или лепидолита на соединения Li, или карналлита, служащего сырьем при производстве Mg. Остаток, образующийся после отделения основных количеств Li, K и Mg и содержащий соли K, Rb и Cs, разделяют на фракции методами дробной кристаллизации, сорбции, экстракции и ионного обмена.
Рубидий — мягкий серебристо-белый металл.
При обычной температуре имеет пастообразную консистенцию, температура плавления +39, 32°C. Температура кипения рубидия 687, 2°C. Кристаллическая решетка металла кубическая объемно центрированная, параметр ячейки а = 0, 570 нм. Рубидий — легкий металл, его плотность 1, 532 кг/дм3.
Реакционная способность рубидия очень высока. Его стандартный электродный потенциал -2, 925 В. На воздухе и в атмосфере кислорода металлический рубидий воспламеняется, образуя смесь пероксида рубидия Rb2O2 и надпероксид рубидия RbO2. При незначительном содержании кислорода в газе, с которым реагирует Rb, возможно образование и оксида Rb2O. C водой рубидий реагирует со взрывом:
2Rb + 2H2O = 2RbOH + H2
При нагревании под повышенным давлением Rb реагирует с H с образованием гидрида RbH. Rb непосредственно реагирует с галогенами, S с образованием сульфида Rb2S. С азотом рубидий в обычных условиях не реагирует, а нитрид рубидия Rb3N образуется при пропускании электрического разряда между электродами из рубидия, помещенными в жидкий азот. При нагревании рубидий реагирует с красным фосфором, образуя фосфид рубидия Rb2P5. Также при нагревании рубидий реагирует с графитом, причем в зависимости от условий проведения реакции возникают карбиды составов C8Rb и C24Rb.
Для рубидия характерно взаимодействие с аммиаком с образованием амида RbNH2. При реакции рубидия с ацетиленом возникает ацетиленид Rb2C2. Металлический рубидий способен восстанавливать кремний из стекла и из SiO2.
Со многими металлами рубидий образует интерметаллиды.
Гидроксид рубидия RbOH — сильное хорошо растворимое в воде основание, ведет себя аналогично КОН и NaOH.
Такие соли рубидия, как хлорид RbCl, сульфат Rb2SO4, нитрат RbNO3, карбонат Rb2CO3 хорошо растворимы в воде перхлорат рубидия RbClO4 и хлорплатинат рубидия Rb2PtCl6 плохо растворимы в воде
Металлический рубидий входит в состав смазочных композиций, используемых в реактивной и космической технике. Используется как компонент материала катодов фотоэлементов и фотоэлектрических умножителей. Пары рубидия используются в разрядных трубках, в лампах низкого давления. Некоторые соединения рубидия используют при изготовлении специальных стекол.
Хранят в ампулах из стекла пирекс в атмосфере аргона или в стальных герметичных сосудах под слоем обезвоженного вазелинового масла или парафина.
Авторы: С.С. Бердоносов, П.С. Бердоносов
- Плющев В. Е., Степин Б. Д. Аналитическая химия рубидия и цезия.
- Локшин Э. П. Рубидий и цезий. - Апатиты: КНЦ РАН, 1996.
- Солодов Н. А. Геохимия лития, рубидия и цезия. - М.: Недра, 1980