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 Р. представляет собой смесь двух изотопов: стабильного ⁸³Rb (72,15%) и слаборадиоактивного ⁸⁷Rb (период полураспада Т_1/24,8x10'° лет). При b-распаде ⁸⁷Rb образуется стабильный ⁸⁷Sr. Определение содержания ⁸⁷Sr и Р. в горных породах и минералах (стронциевый метод) даёт возможность надёжно установить их геологический возраст (см. Геохронология). Искусственно получено около 20 радиоактивных изотопов Р.

Р. 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 Р. получил впервые в 1863 Бунзен.

Распространение в природе. Р. - 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, Р. не образует собственных минералов и преимущественно входит как изоморфная примесь в минералы калия и цезия (сильвин, карналлит, микроклин, Rb-мусковит и т. д.). Р., подобно калию, содержится в кислых изверженных породах (гранитоидах) и особенно в пегматитах (до 1-3% Р.). В ультраосновных и основных породах Р. 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% Р. Соли Р. входят в состав вод многих минеральных источников.

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

Физические и химические свойства. Р. образует серебристо-белые мягкие кристаллы, имеющие на свежем срезе металлический блеск. Твёрдость по Бринеллю 0,2 Мн/м²(0,02 кгс/мм²) Кристаллическая решётка Р. кубическая объёмно-центрированная, а = 5,70  (0 °С). Атомный радиус 2,48 , радиус иона Rb⁺ 1,49 . Плотность 1,525 г/см³ (0 °С), t_пл38,9 °С, t_kип 703 °С. Удельная теплоёмкость 335,2 дж/(кгxК)[0,08 кал/(гx°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 омxсм (20 °С); Р. парамагнитен.

Атом Rb легко отдаёт единственный электрон внешней оболочки (её конфигурация 5s¹). Электроотрицательность Р. 0,89, первый потенциал ионизации 4,176 эв. Во всех химических соединениях Р. одновалентен (степень окисления +1). Химическая активность Р. очень высока. С кислородом соединяется бурно, давая перекись Rb²O² и надперекись RbO² (при недостатке кислорода образуется окись Rb²O). С водой Р. реагирует со взрывом, причём выделяется водород и образуется раствор гидроокиси Р., RbOH. По свойствам RbOH сильно напоминает гидроокись калия KOH. Со многими неметаллами Р. соединяется непосредственно; бурно взаимодействует с большинством кислот. Почти все соли Р. 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 Р. получают восстановлением в вакууме RbCl при 700-800 °С кальцием. Вследствие высокой реакционной способности Р. хранят в металлических сосудах под слоем парафинового масла или в запаянных стеклянных ампулах в инертной атмосфере.

Применяют Р. главным образом в производстве катодов для фотоэлементов; добавляют также в газоразрядные аргоновые и неоновые трубки для усиления интенсивности свечения. Иногда Р. вводят в специальные сплавы (геттеры). Соли Р. 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. Р. постоянно присутствует в тканях растений и животных. В наземных растениях содержится около 0,00064% Р., в водных - в 2 раза меньше. Р. 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 Р. 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.