1861-жылы заттарды изилдөөнүн жакында ойлоп табылган физикалык ыкмасы – спектралдык анализ илим менен техниканын улуу келечегинин кепилдиги катары өзүнүн күчүн жана ишенимдүүлүгүн дагы бир жолу көрсөттү. Анын жардамы менен мурда белгисиз болгон экинчи химиялык элемент рубидий ачылган. Андан кийин 1869-жылы Д. И. Менделеев тарабынан мезгилдик мыйзамдын ачылышы менен рубидий башка элементтер менен бирге таблицадан өз ордун ээлеп, химия илимин иретке келтирген.
Рубидийди андан ары изилдөө бул элементтин бир катар кызыктуу жана баалуу касиеттерге ээ экенин көрсөттү. Биз бул жерде алардын эң мүнөздүү жана маанилүүсүн карап чыгабыз.
Химиялык элементтин жалпы мүнөздөмөсү
Рубидийдин атомдук номери 37, башкача айтканда, анын атомдорундагы ядролордун курамына ушунча сандагы оң заряддуу бөлүкчөлөр – протондор кирет. Тиешелүү түрдөнейтралдуу атомдо 37 электрон бар.
Элемент белгиси - Rb. Мезгилдик системада рубидий I топтун элементи катары классификацияланат, период бешинчи (таблицанын кыска мөөнөттүү вариантында I топтун негизги чакан тобуна кирет жана алтынчы катарда жайгашкан). Бул щелочтуу металл, жумшак, абдан эрүүчү, күмүш-ак кристаллдык зат.
Ачылуулар таржымалы
Рубидий химиялык элементин ачуу сыймыгы немистердин эки окумуштуусуна – химик Роберт Бунсенге жана физик Густав Кирхгофко, заттын курамын изилдөөнүн спектроскопиялык ыкмасынын авторлору. Спектралдык анализди колдонуу 1860-жылы цезийдин ачылышына алып келгенден кийин, окумуштуулар изилдөөлөрүн улантып, кийинки жылы лепидолит минералынын спектрин изилдөөдө эки белгисиз кочкул кызыл сызыктарды табышкан. Эң күчтүү спектрдик сызыктардын мүнөздүү көлөкөлөрүнүн аркасында мурда белгисиз элементтин бар экенин аныктоого мүмкүн болгон, ал өз аталышын алган: рубидус сөзү латын тилинен кочкул кызыл, кочкул кызыл деп которулган.
1863-жылы Бунсен биринчи болуп минералдык булак суусунан металл рубидийин көп өлчөмдө буулантып, калий, цезий жана рубидий туздарын бөлүп, акырында көөнү колдонуу менен металлды калыбына келтирген. Кийинчерээк Н. Бекетов рубидийди гидроксидинен алюминий порошокунун жардамы менен калыбына келтирүүгө жетишкен.
Элементтин физикалык мүнөздөмөсү
Рубидий жеңил металл, ал бартыгыздыгы 1,53г/см3(нөл температурада). Куб дене-борбордук торчо менен кристаллдарды түзөт. Рубидий 39 °C гана эрийт, башкача айтканда, бөлмө температурасында, анын консистенциясы мурунтан эле пастага жакын. Металл 687 °C температурада кайнайт жана анын буулары жашыл-көк.
Рубидий - парамагнетик. Өткөргүчтүгү боюнча 0°Сте сымаптан 8 эседен ашык жана күмүштөн дээрлик көп эсе төмөн. Башка щелочтуу металлдар сыяктуу эле, рубидий өтө төмөн фотоэффект чегине ээ. Андагы фототокту дүүлүктүрүү үчүн узун толкундуу (б.а. төмөнкү жыштыктагы жана энергиясы азыраак) кызыл жарык нурлары жетиштүү. Бул жагынан алганда, сезгичтиги боюнча Цезий гана ашып кетет.
Изотоптор
Рубидийдин атомдук салмагы 85,468. Ал жаратылышта ядродогу нейтрондордун саны боюнча айырмаланган эки изотоп түрүндө кездешет: рубидий-85 эң чоң үлүштү (72,2%) түзөт жана алда канча аз сумма - 27,8% - рубидий-87. Алардын атомдорунун ядролору 37 протондон тышкары, тиешелүүлүгүнө жараша 48 жана 50 нейтронду камтыйт. Жеңилирээк изотоп туруктуу, ал эми рубидий-87нин жарым ажыроо мезгили 49 миллиард жылды түзөт.
Азыркы учурда бул химиялык элементтин бир нече ондогон радиоактивдүү изотоптору жасалма жол менен алынган: өтө жеңил рубидий-71ден рубидий-102ге чейин нейтрондор ашыкча жүктөлгөн. Жасалма изотоптордун жарым ажыроо мезгили бир нече айдан 30 наносекундка чейин жетет.
Негизги химиялык касиеттери
Жогоруда белгиленгендей, бир катар химиялык элементтерде рубидий (натрий, калий, литий, цезий жана франций сыяктуу) щелочтуу металлдарга кирет. Алардын атомдорунун электрондук конфигурациясынын химиялык касиеттерин аныктоочу өзгөчөлүгү тышкы энергетикалык деңгээлде бир гана электрондун болушу. Бул электрон атомдон оңой чыгып кетет, ал эми металл иону ошол эле учурда мезгилдик таблицада анын алдында турган инерттүү элементтин энергетикалык жагымдуу электрондук конфигурациясына ээ болот. Рубидий үчүн бул криптон конфигурациясы.
Ошентип, рубидий, башка щелочтуу металлдар сыяктуу эле, ачык калыбына келтирүүчү касиетке жана +1 кычкылдануу даражасына ээ. Атомдун радиусу да чоңойгондуктан, щелочтук касиеттери көбүрөөк байкалат, анткени атомдун радиусу да чоңоюп, ошого жараша тышкы электрон менен ядронун байланышы начарлайт, бул химиялык активдүүлүктүн өсүшүнө алып келет. Демек, рубидий литий, натрий жана калийге караганда активдүү, ал эми цезий өз кезегинде рубидийге караганда активдүү.
Рубидий жөнүндө жогоруда айтылгандардын бардыгын жыйынтыктап, элементти төмөнкү сүрөттөгүдөй талдап чыгууга болот.
Рубидийден түзүлгөн кошулмалар
Абада бул металл өзүнүн өзгөчө реактивдүүлүгүнөн улам тутанганда катуу кычкылданат (жалын кызгылт-кызгылт түскө ээ); реакция учурунда күчтүү кычкылдандыруучу агенттердин касиеттерин көрсөткөн супероксид жана рубидий перекиси пайда болот:
- Rb + O2 → RbO2.
- 2Rb + O2 →Rb2O2.
Эгерде кычкылтектин реакцияга жетүүсү чектелсе оксид пайда болот:
- 4Rb + O2 → 2Rb2O.
Бул суу, кислоталар жана кислота оксиддери менен реакцияга кирген сары зат. Биринчи учурда эң күчтүү щелочтордун бири пайда болот - рубидий гидроксиди, калгандарында - туздар, мисалы, рубидий сульфаты Rb2SO4, алардын көбү эрүүчү.
Андан да катуураак, жарылуу менен коштолгон (анткени рубидий да, бөлүнүп чыккан суутек да заматта тутанат) металл суу менен реакцияга кирет, ал рубидий гидроксиди, өтө агрессивдүү кошулманы түзөт:
- 2Rb + 2H2O → 2RbOH +H2.
Рубидий – химиялык элемент, ал ошондой эле көптөгөн бейметалдар менен – фосфор, суутек, көмүртек, кремний жана галогендер менен түздөн-түз реакция жасай алат. Рубидий галогениддери - RbF, RbCl, RbBr, RbI - сууда жана кээ бир органикалык эриткичтерде, мисалы этанолдо же кумурска кислотасында оңой эрийт. Металлдын күкүрт менен өз ара аракеттешүүсү (күкүрт порошок менен сүртүү) жарылуу болуп, сульфиддин пайда болушуна алып келет.
Ошондой эле рубидийдин начар эрүүчү кошулмалары бар, мисалы перхлорат RbClO4, алар аналитикада бул химиялык элементти аныктоо үчүн колдонулат.
Табиятта болуу
Рубидий сейрек кездешүүчү элемент эмес. Бул дээрлик бардык жерде кездешет, киреткөптөгөн минералдардын жана тоо тектеринин курамы, ошондой эле океанда, жер астындагы жана дарыя сууларында камтылган. Жер кыртышында рубидийдин курамы жездин, цинктин жана никельдин жалпы маанисине жетет. Бирок, көптөгөн сейрек кездешүүчү металлдардан айырмаланып, рубидий өтө микроэлемент болуп саналат, анын тектеги концентрациясы өтө төмөн жана өзүнүн минералдарын түзбөйт.
Минералдардын составында рубидий калийди бардык жерде коштойт. Рубидийдин эң жогорку концентрациясы лепидолиттерде, литий менен цезийдин булагы катары кызмат кылган минералдарда кездешет. Демек, рубидий башка щелочтуу металлдар кездешкен жерлерде ар дайым аз өлчөмдө болот.
Рубидийди колдонуу жөнүндө бир аз
Химиянын кыскача баяндамасы. рубидий элементин бул металл жана анын кошулмалары колдонулган аймактар жөнүндө бир нече сөз менен толуктаса болот.
Рубидий фотоэлементтерди өндүрүүдө, лазердик технологияда колдонулат, ракеталык технология үчүн кээ бир атайын эритмелерге кирет. Химия өнөр жайында рубидий туздары жогорку каталитикалык активдүүлүгүнө байланыштуу колдонулат. Жасалма изотоптордун бири, рубидий-86, гамма нурларынын кемчиликтерин аныктоодо жана андан тышкары, фармацевтика тармагында дарыларды стерилизациялоо үчүн колдонулат.
Дагы бир изотоп рубидий-87 геохронологияда колдонулат, мында анын жарым ажыроо мезгили өтө узун болгондуктан (рубидий-стронций ыкмасы) эң эски тектердин жашын аныктоо үчүн колдонулат.
Эгерде бир нече ондогон жылдарМурда рубидий химиялык элемент болуп саналат, анын масштабы кеңейбейт деп эсептелсе, азыр бул металлдын жаңы перспективалары, мисалы, катализде, жогорку температурадагы турбиналык агрегаттарда, атайын оптикада жана башка тармактарда пайда болууда. Ошентип, рубидий заманбап технологияларда маанилүү ролду ойнойт жана ойной берет.
