Rubid (Rb)

Rubid w układzie okresowym

Pierwiastek leży w piątym okresie, czyli w piątym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 5 powłokach. Znajduje się w 1 grupie (blok s — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę s). W tej samej grupie stoją: Wodór, Lit, Sód, Potas, Cez, Frans — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Rubid jest ciałem stałym (topnieje w 39,3 °C, wrze w 688 °C).

Rubid — co to za pierwiastek

Odmierza czas w zegarach atomowych i barwi płomień na ciemną czerwień.

Właściwości pierwiastka Rubid

Rubid to bardzo miękki, srebrzystobiały metal alkaliczny, który topi się już w 39,3 stopnia, a więc niewiele powyżej temperatury ciała; wrze w 688 stopniach. Gęstość 1,532 grama na centymetr sześcienny to niewiele więcej niż półtorej gęstości wody. Ma wyjątkowo niską energię jonizacji, 4,177 elektronowolta, i elektroujemność zaledwie 0,82, więc oddaje swój jedyny elektron walencyjny przy najmniejszej okazji. Na powietrzu zapala się samorzutnie, a z wodą reaguje gwałtownie, wydzielając wodór, który natychmiast się zapala. Dlatego trzyma się go w zatopionych ampułkach albo pod olejem. W związkach występuje wyłącznie na stopniu utlenienia plus jeden, a płomień barwi na czerwonofioletowo.

Zastosowanie pierwiastka Rubid

Największym praktycznym zastosowaniem rubidu są zegary atomowe. Wzorce rubidowe są mniejsze i tańsze od cezowych, więc trafiają tam, gdzie potrzeba stabilnego czasu bez laboratoryjnych warunków: do stacji bazowych telefonii komórkowej, urządzeń nadawczych, aparatury pomiarowej i satelitów systemów nawigacyjnych. Bardzo mała energia potrzebna do wybicia elektronu sprawia, że rubid nadaje się na warstwy światłoczułe w fotokomórkach i fotopowielaczach. Dodaje się go do niektórych szkieł specjalnych i stosuje jako pochłaniacz resztek gazu w lampach próżniowych. Osobną dziedziną są badania podstawowe: na parach rubidu prowadzi się chłodzenie laserowe atomów, a rozpad rubidu-87 do strontu-87 jest podstawą jednej z metod datowania skał. Jak na pierwiastek dość pospolity, rubid ma zaskakująco wąskie zastosowania przemysłowe.

Rubid — najważniejsze związki chemiczne

Chemia rubidu jest prosta, bo wszystkie jego sole zawierają ten sam jednododatni jon. Wodorotlenek RbOH to bardzo mocna, silnie żrąca zasada, powstająca z reakcji metalu z wodą. Chlorek RbCl i węglan Rb₂CO₃ to typowe, dobrze rozpuszczalne sole używane w laboratoriach i w biologii molekularnej. Spalanie metalu w nadmiarze tlenu daje nie zwykły tlenek, lecz ponadtlenek RbO₂, co jest charakterystyczną cechą cięższych litowców. Azotan rubidu barwi płomień w mieszankach pirotechnicznych. Rubid tworzy też wodorek i łączy się bezpośrednio z fluorowcami, dając dobrze rozpuszczalne halogenki. Jego sole są bardzo podobne do odpowiednich soli potasu i cezu.

Rubid — gdzie go spotykasz

• zegary atomowe
• fotokomórki
• szkło specjalne

Rubid w szkole — co trzeba wiedzieć

Rubid to litowiec z pierwszej grupy: jeden elektron walencyjny, stopień utlenienia zawsze plus jeden, wodorotlenek mocno zasadowy. Na sprawdzianie służy najczęściej jako przykład prawidłowości w grupie. Idąc w dół, czyli lit, sód, potas, rubid, cez, rośnie promień atomu, maleje energia jonizacji i elektroujemność, a reaktywność rośnie. Rubid ma bardzo niską elektroujemność 0,82 i niską energię jonizacji, co dobrze tę regułę ilustruje. Dwie częste pomyłki to mylenie symbolu Rb z Ru, czyli rutenem, oraz założenie, że metale topią się wysoko, podczas gdy rubid topi się w temperaturze gorącej kąpieli. Doświadczeń z rubidem nie wykonuje się w szkole, bo reakcja z wodą jest zbyt gwałtowna.

Rubid — historia odkrycia

Rubid odkryli w 1861 roku Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff w Heidelbergu, korzystając z metody, którą sami stworzyli, czyli z analizy widmowej płomienia. Badając pozostałość po odparowaniu wody mineralnej oraz minerał lepidolit, zauważyli w widmie dwie ciemnoczerwone linie, których nie dawał żaden znany pierwiastek. Od barwy tych linii wzięła się nazwa, od łacińskiego rubidus, czyli ciemnoczerwony. Rok wcześniej ta sama para odkryła w ten sam sposób cez. Rubid był po cezie drugim pierwiastkiem odkrytym dzięki spektroskopii i pokazał, że widmo pozwala rozpoznać substancję obecną w próbce w znikomej ilości.

Rubid — skąd wzięła się nazwa

łac. rubidus — ciemnoczerwony

Rubid — izotopy

rubid-85 trwały, rubid-87 lekko promieniotwórczy

Rubid — bezpieczeństwo

Zapala się w kontakcie z wodą.

Ciekawostki o pierwiastku Rubid

• Rubid jest tak reaktywny, że przechowuje się go zatopiony w szkle.
• Pierwszy kondensat Bosego-Einsteina, czyli materię schłodzoną niemal do zera bezwzględnego, uzyskano na atomach rubidu-87.
• Rubid-87 rozpada się na stront-87 tak wolno, że ta para pierwiastków służy do datowania najstarszych skał Ziemi i meteorytów.
• Rubid jest w skorupie ziemskiej pospolitszy od miedzi, a mimo to mało znany, bo nie tworzy własnych złóż i rozprasza się w minerałach potasu.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Rubid