rubidis
Rubidis – Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos I grupės elementas. Jo eilės numeris – 37, atominis svoris 85,47. Gamtoje rubidis susideda iš dviejų izotopų, kurių svorių skaičius – 85 (72,15%) ir 87 (27,85%); pastarasis pasižymi b radioaktyvumu (skilimo periodas T ½ = 5Ч1010 metų). Dirbtiniu būdu gauti izotopai (virš 10) yra nepatvarūs. Rubidžio išorinių elektronų konfiguracija P. 5s1. Jonizacijos energija:
Rbo ® Rb+ ® Rb+2 ® Rb+3 a
atitinkamai lygi 4, 176 ev; 27,5 ev; 40 ev.
Rubidį 1861 m. atrado R. Bunzenas ir B. Krichovas Vokietijoje spektrinės analizės metodu tyrinėdami Diurheimo mineralinio vandens šaltinius. Metalinį rubidį pirmą kartą išskyrė Bunzenas 1863 m. anglimi redukuodamas rubidžio hidrotartatą RbHC4H4O6.
Gamtoje rubidis gana paplitęs elementas. Jo kiekis litosferoje (Žemės žievėje) sudaro 3,1Ч10-2 masės procentų. Tai daugiau nei Ag, Au, Hg, Sn, Pb, As, Sb, Bi. Rubidis tipiškas litofilinis elementas. Jis randamas granito, bazolto kalkių ir kitų gruntų pavyzdžiuose, taip pat akmens anglies kloduose, grunte. Jūros bei žemės augaluose ir gyvuose organizmuose.
Joninis Rb+ skersmuo panašus į Cs+ ir K+, todėl jis randamas plačiai paplitusiuose kalio turinčiuose mineraluose, kurie yra prisotinti kalio aliumosilikatų. Savo mineralų rubidis neturi. Mineralai, kurie turi palyginus aukštą rubidžio koncentraciją – lepidolitas, biotitas, amazonitas, petalitas, cinvalditas, bezilas, leicitas, trifilinas ir labai retas avogadritas. Visi jie išskyrus du paskutinius yra aliumosilikatai (dažniausiai kalio) ir randami beveik tik pegmatinėse gyslose, kurios susidarė prie palyginus žemų temperatūrų ir turi savo sudėtyje daug Pičio mineralų.
Praktinę reikšmę rubidžio išgavimui turi mineralai – lepidolitas ir cinvalditas. Lepidolite rubidžio koncentracija gali siekti 3,7 %, skaičiuojant pagal rubidžio oksidą, bet bet paprastai šis kiekis sudaro 0,6 – 0,8 % ir retai viršija 1 %. Cinvaldite maksimali rubidžio koncentracija – 0,8 – 0,9 %, bet paprastai ji būna daug mažesnė. Uolienose, kurios patenka į gamyklas rubidžio išgavimui, jo koncentracija būna dar žemesnė nei buvo paminėta.
Svarbiausi pramoniniai lepidolito telkiniai yra pietvakarinėje Afrikos dalyje ir pietų Rodezijoje; cinvaldito – Čekijoje ir Slovakijoje. Iš paviršinių uolienų rubidis patenka į mineralų šaltinius, jūros ir ežerų vandenį ir požeminį vandenį. Iš ten rubidis patenka į druskų klodus, kuo ir paaiškinamas rubidžio buvimas selitroje, kalio mineralo silvino KCl kloduose ir karnelite KCl · MgCl2 · 6H2O. Pastarasis mineralas gali turėti svarbią praktinę reikšmę, nes nežiūrint į gan nedidelį fosforo koncentraciją jame (0,015-0,04% fosforo chlorido) didžiuliais kiekiais Solikamske (Rusija) ir Stasfure (Voklietija) magniuo ir kalio junginių gavimui.
Fizinės ir cheminės sąvybės
Rubidis – sidabriniaibaltas mineralas, šviežiame pjūvyje turintis metalinį blizgesį. Vakuume ar inertinių dujų atmosferoje išsaugo metalinį blizgesį ir išvaizda nesiskiria nuo kitų metalų, Rubidžio tankis 1,532 (20 oC) ir 1,475 (39 oC). Šaldomas jis kristalizuojasi. Atominis skersmuo – 2,48 Å, joninis skersmuo – Rb+ 1,49 Å.
Lydimosi temperatūra 39 oC, virimo temperatūra 696 oC. Kambario temperatūroje rubidis gana lakus. Tūrio pasikeitimas lydanti – +2,5 %. Rubidis gerai nudažo liepsna žydrai raudona spalva. Visuose junginiuose rubidis yra vienvalentis. Rubidžio jonas charakterizuojamas nedideliu poliarizacijos koeficiantu (0,5). Tai apsprendžia rubidžio druskų patvarumą lyginant su Li, Ka ir Na druskomis. Rubidis pasižymi dideliu aktyvumu, reakcijose su deguonimi jungiasi akimirksniu užsiliepsnodamas, reakcija prasideda esam žemam slėgiui. Pagrindinis reakcjos produktas yra Rb2O2 ir RbO2. Žinomas tarpinis junginys su deguonimi – Rb2O3 arba Rb4(O2)3 , kurį galima nagrinėti kaip dvigubą Rb2O2 · 2RbO2 . Rubidžio oksidas Rb2O susidaro esant rubidžiui specialiuose sąlygose esant nepakankamam deguonies kiekiui.
Su vandeniu rubidis reaguoja įpatingai aktyviai (paprastai sprogimu), reakcijos metu susidaro rubidžio hidroksidas ir išsiskiria H2, kuris akimirksniu užsiliepsnoja; reakcija vyksta pastebimu greičiu net esant žemesniai nei -100 oC temperatūrai, t.y. rubidis reaguoja netgi su ledu. Rubidžio hidroksidas RbOH – bespaliai kristalai, kurių lydimosi temperatūra 301 oC; iš vandens tirpalų išskiriamos kristalohidratų pavidale: monohidratas RbOH H2O krtistalizuojasi kai t>100 oC, dihidratas RbOH 2H2O, susidaro lėtai garinant tirpalą virš H2SO4 kai t=15 oC. Hidroksido tirpumas 1833 g/l (15 oC), temperatūrinis tirpumo koeficientas neigimas. Rubidžio hidroksidas ir jo koncentruoti tirpalai suardo stikla kambario temperatūroje. Kaitinamas jis pasireiškia kaip labai agresyvus junginys įvairių medžiagų atžvilgiu.