РУБИ́ДИЙ

РУБИ́ДИЙ (лат. Rubidium), Rb, хи­мич. эле­мент I груп­пы ко­рот­кой фор­мы (1-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы; ат. н. 37; ат. м. 85,4678; от­но­сится к ще­лоч­ным ме­тал­лам. В при­ро­де встре­ча­ет­ся в ви­де сме­си изотопов: ста­биль­но­го ⁸⁵Rb (72,165%) и ра­дио­ак­тив­но­го ⁸⁷Rb (27,85%, 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. От­крыт в 1861 Р. Бун­зе­ном и Г. Кирх­го­фом при спек­траль­ном ис­сле­до­ва­нии со­лей, вы­де­лен­ных из ми­нер. вод; на­зван по цве­ту ха­рак­тер­ных ли­ний в спек­тре (лат. rubidus – тём­но-крас­ный).

Со­дер­жа­ние Р. в зем­ной ко­ре 7,8·10^–3% по мас­се. Собств. 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 мн. ми­нер. ис­точ­ни­ков.

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­ма Р. 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 (ко­ор­ди­нац. чис­ло 6).

В сво­бод­ном со­стоя­нии Р. – мяг­кий, лег­ко­плав­кий се­реб­ри­сто-бе­лый ме­талл (кри­стал­лич. ре­шёт­ка ку­би­че­ская объ­ём­но­цен­три­ро­ван­ная), при ком­нат­ной темп-ре 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 темп-ре плав­ле­ния).

Р. 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 Р. с се­рой со­про­во­ж­да­ет­ся взры­вом (про­дукт – Rb₂S). С жид­ким N₂ в элек­трич. раз­ря­де об­ра­зу­ет нит­рид Rb₃N. Из­вест­ны амид, фос­фид, си­ли­цид и гер­ма­нид, а так­же кар­би­ды раз­но­го со­ста­ва. Р. 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). Р. об­ра­зу­ет спла­вы со ще­лоч­ны­ми ме­тал­ла­ми, а так­же ин­тер­ме­тал­ли­ды (Аu, Hg, Cd, Ga, In, Sn, Pb, Bi и др.). Опа­сен в об­ра­ще­нии, хра­нят Р. в ам­пу­лах из стек­ла пи­рекс в ат­мо­сфе­ре Аr или в сталь­ных гер­ме­тич­ных со­су­дах под сло­ем обез­во­жен­но­го ва­зе­ли­но­во­го или па­ра­фи­но­во­го мас­ла.

Р. из­вле­ка­ют при ком­плекс­ной пе­ре­ра­бот­ке ми­нер. сы­рья (напр., при по­лу­че­нии ли­тия из ле­пи­до­ли­та, це­зия из пол­лу­ци­та); объ­ём про­из-ва Р. и его со­еди­не­ний 2–4 т/год. Ме­тал­лич. Р. – ком­по­нент ма­те­риа­ла ка­то­дов для фо­то­эле­мен­тов и фо­то­элек­трич. ум­но­жи­те­лей, гет­тер в ва­ку­ум­ных лам­пах, вхо­дит в со­став сма­зоч­ных ком­по­зи­ций, ис­поль­зуе­мых в ре­ак­тив­ной и кос­мич. тех­ни­ке, при­ме­ня­ет­ся в гид­рид­ных то­п­лив­ных эле­мен­тах, ка­та­ли­за­тор. Па­ры́ Р. ис­поль­зу­ют в раз­ряд­ных элек­трич. труб­ках, лам­пах низ­ко­го дав­ле­ния – ис­точ­ни­ках ре­зо­нанс­но­го из­лу­че­ния, в чув­ст­вит. маг­ни­то­мет­рах, стан­дар­тах час­то­ты и вре­ме­ни (ру­би­дие­вый стан­дарт час­то­ты). Со­еди­не­ния Р. – ком­по­нен­ты спец. стёкол и ке­ра­ми­ки.