Рубидий

Рубидий (лат. Rubidium), Rb, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 37, атомная масса 85,4678; серебристо-белый металл, относится к щелочным металлам. Природный рубидий представляет собой смесь двух изотопов: стабильного 83Rb (72,15%) и слаборадиоактивного 87Rb (период полураспада Т1/2 4,8×10'° лет). При b-распаде 87Rb образуется стабильный 87Sr. Определение содержания 87Sr и рубидия в горных породах и минералах (стронциевый метод) даёт возможность надёжно установить их геологический возраст (см. Геохронология). Искусственно получено около 20 радиоактивных изотопов рубидия.

  Рубидий открыли в 1861 Р. Бунзен и Г. Кирхгоф при спектральном исследовании солей, выделенных из минеральных вод. Название элементу дано по цвету наиболее характерных красных линий спектра (от лат. rubidus — красный, тёмно-красный). Металлический рубидий получил впервые в 1863 Бунзен.

  Распространение в природе. Рубидий — типичный рассеянный элемент. Несмотря на сравнительно высокое содержание в земной коре (кларк) 1,5·10-2% по массе, т. е. больше, чем у Cu, Pb, Zn и многих других металлов, рубидий не образует собственных минералов и преимущественно входит как изоморфная примесь в минералы калия и цезия (сильвин, карналлит, микроклин, Rb-мусковит и т. д.). Рубидий, подобно калию, содержится в кислых изверженных породах (гранитоидах) и особенно в пегматитах (до 1—3% рубидия). В ультраосновных и основных породах рубидия мало (2·10-4 и 4,5·10-3% соответственно). Воды морей и океанов содержат от 1,0·10-5 до 2,1·10-5% рубидия. Соли рубидия входят в состав вод многих минеральных источников.

  Наиболее богаты рубидием так называемые минералы-концентраторы: лепидолит, циннвальдит, поллуцит. Месторождения литиевых и калиевых минералов, содержащих рубидий, имеются в СССР, ЧССР, ГДР, Юго-Западной Африке, Южной Родезии и других странах. Космическая распространённость рубидия — 6,5 атомов на 106атомов кремния.

  Физические и химические свойства. Рубидий образует серебристо-белые мягкие кристаллы, имеющие на свежем срезе металлический блеск. Твёрдость по Бринеллю 0,2 Мн/м2(0,02 кгс/мм2) Кристаллическая решётка рубидия кубическая объёмно-центрированная, а = 5,70  (0 °С). Атомный радиус 2,48 , радиус иона Rb+ 1,49 . Плотность 1,525 г/см3 (0 °С), tпл38,9 °С, tkип 703 °С. Удельная теплоёмкость 335,2 дж/(кг×К) [0,08 кал/(г×°С)], термический коэффициент линейного расширения 9,0·10-5 °С-1 (0—38 °С), модуль упругости 2,4 Гн/м2 (240 кгс/мм2), удельное объёмное электрическое сопротивление 11,29·10-6 ом×см (20 °С); рубидий парамагнитен.

  Атом Rb легко отдаёт единственный электрон внешней оболочки (её конфигурация 5s1). Электроотрицательность рубидия 0,89, первый потенциал ионизации 4,176 эв. Во всех химических соединениях рубидий одновалентен (степень окисления +1). Химическая активность рубидия очень высока. С кислородом соединяется бурно, давая перекись Rb2O2 и надперекись RbO2 (при недостатке кислорода образуется окись Rb2O). С водой рубидий реагирует со взрывом, причём выделяется водород и образуется раствор гидроокиси рубидия, RbOH. По свойствам RbOH сильно напоминает гидроокись калия KOH. Со многими неметаллами рубидий соединяется непосредственно; бурно взаимодействует с большинством кислот. Почти все соли рубидия хорошо растворимы в воде. Мало растворимы перхлорат RbClO4, хлороплатинат Rb2[PtCl6] и некоторые др.; они используются для аналитического определения Rb наряду с методом пламенной фотометрии, основанным на свойстве паров Rb и его соединений окрашивать пламя в ярко-красный цвет.

  Получение и применение. Соли Rb получают как побочный продукт в производстве солей Li, Mg  и К. Металлический рубидий получают восстановлением в вакууме RbCl при 700—800 °С кальцием. Вследствие высокой реакционной способности рубидия хранят в металлических сосудах под слоем парафинового масла или в запаянных стеклянных ампулах в инертной атмосфере.

  Применяют рубидий главным образом в производстве катодов для фотоэлементов; добавляют также в газоразрядные аргоновые и неоновые трубки для усиления интенсивности свечения. Иногда рубидий вводят в специальные сплавы (геттеры). Соли рубидия используют как катализаторы в органическом синтезе.

 

  Лит.: Перельман Ф. М., Рубидий и цезий, 2 изд., М., 1960; Плющев В. Е., Степин Б. Д., Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия, М., 1970.

  С. С. Бердоносов.

  Рубидий в организме. Рубидий постоянно присутствует в тканях растений и животных. В наземных растениях содержится около 0,00064% рубидия, в водных — в 2 раза меньше. Рубидий накапливается в растениях, а также в мышцах и мягких тканях актиний, червей, моллюсков, ракообразных, иглокожих и рыб (коэффициент накопления 8—26). Наибольший коэффициент накопления (2600) искусственного радиоактивного изотопа 86Rb у ряски Lemna polyrrhiza, а среди пресноводных беспозвоночных у моллюска Galba palustris — 370. В золе грудных мышц птиц содержится 0,0112—0,0135%, в золе тканей человека — до 0,01%, в крови — 0,00032% (у мужчин) и 0,00028% (у женщин). Обмен рубидия в организме изучен слабо.

 

  Лит.: Боровик-Романова Т. Ф., Рубидий в биосфере, «Труды биогеохимической лаборатории АН СССР», 1946, т. 8; Тимофеева-Ресовская Е. А., Распределение радиоизотопов по основным компонентам пресноводных водоемов, «Труды института биологии Уральского филиала АН СССР», 1963, т. 30.

 


ПраймКемикалсГрупп