Руби́дий (лат. Rubidium), Rb, химический элемент I группы короткой формы (1-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 37; атомная масса 85,4678; относится к щелочным металлам. В природе встречается в виде смеси изотопов: стабильного ⁸⁵Rb (72,165 %) и радиоактивного ⁸⁷Rb (27,85 %, период полураспада Т_1/2 4,75·10¹⁰ лет; β-излучатель, превращается в ⁸⁷Sr – на этом основан рубидий-стронциевый метод геохронологии); искусственно получены изотопы с массовыми числами 72–102.

Историческая справка

Открыт в 1861 г. Р. Бунзеном и Г. Кирхгофом при спектральном исследовании солей, выделенных из минеральных вод; назван по цвету характерных линий в спектре (лат. rubidus – тёмно-красный).

Распространённость в природе

Содержание рубидия в земной коре 7,8·10^–3 % по массе. Собственных минералов не образует, в природе находится в рассеянном состоянии. Встречается в виде примеси в минералах калия (карналлит, сильвин) и в алюмосиликатах (лепидолит, циннвальдит и др.); присутствует в минералах цезия (поллуцит); находится в озёрной и морской воде, входит в состав вод многих минеральных источников.

Образец рубидия.Образец рубидия.

Свойства

Конфигурация внешней электронной оболочки атома рубидия 5s¹; в соединениях проявляет степень окисления +1; энергия ионизации Rb⁰→Rb⁺ 403,0 кДж/моль; сродство к электрону 46,88 кДж/моль, электроотрицательность по Полингу 0,8; атомный радиус 248 пм, ионный радиус 152 пм (координационное число 6).

В свободном состоянии рубидий – мягкий, легкоплавкий серебристо-белый металл (кристаллическая решётка кубическая объёмноцентрированная), при комнатной температуре имеет почти пастообразную консистенцию; t_пл 39,32 °C, t_кип 687,2 °C, пары́ окрашены в зеленовато-синий цвет; плотность 1532 кг/м³ (твёрдый, при 0 °C), 1471,8 кг/м³ (жидкий, при температуре плавления).

Рубидий обладает высокой реакционной способностью. На воздухе мгновенно окисляется с воспламенением, образуя надпероксид RbO₂ с примесью пероксида Rb₂O₂. При ограниченном доступе кислорода окисляется до оксида Rb₂O. С водой реагирует со взрывом (продукты – гидроксид RbOH и Н₂). Реагирует с сухим Н₂, образуя гидрид RbH, и с галогенами (образуются галогениды). Взаимодействие рубидия с серой сопровождается взрывом (продукт – Rb₂S). С жидким N₂ в электрическом разряде образует нитрид Rb₃N. Известны амид, фосфид, силицид и германид, а также карбиды разного состава. Рубидий взаимодействует с СО₂, ССl₄ и СНСl₃ со взрывом, выше 300 °C разрушает стекло, восстанавливая SiO₂ до Si. Растворяется в жидком аммиаке (раствор имеет синий цвет, содержит сольватированные электроны и обладает электронной проводимостью). Рубидий образует сплавы со щелочными металлами, а также интерметаллиды (Аu, Hg, Cd, Ga, In, Sn, Pb, Bi и др.). Опасен в обращении, хранят рубидий в ампулах из стекла пирекс в атмосфере Аr или в стальных герметичных сосудах под слоем обезвоженного вазелинового или парафинового масла.

Получение и применение

Рубидий извлекают при комплексной переработке минерального сырья (например, при получении лития из лепидолита, цезия из поллуцита); объём производства рубидия и его соединений 2–4 т/год (2015). Металлический рубидий – компонент материала катодов для фотоэлементов и фотоэлектрических умножителей, геттер в вакуумных лампах, входит в состав смазочных композиций, используемых в реактивной и космической технике, применяется в гидридных топливных элементах, катализатор. Пары́ рубидия используют в разрядных электрических трубках, лампах низкого давления – источниках резонансного излучения, в чувствительных магнитометрах, стандартах частоты и времени (рубидиевый стандарт частоты). Соединения рубидия – компоненты специальных стёкол и керамики.