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銣即拉丁文「深紅色」之意。1861年德國人基爾霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)研究鋰雲母的光譜時,發現在深紅區有一新線,表徵有一個新元素,於是就根據拉丁文rubidus(深紅)而命名。同年本生採用電解熔融氯化銣方法製得金屬銣。

1 銣 -概述

銣
銣(Rubidium)是一種化學元素,化學符號是Rb,原子序數37,是一種鹼金屬。銀白色蠟狀金屬。質軟而輕,有延展性。其化學性質比鉀活潑,在光的作用下易放出電子。遇水起劇烈作用,生成氫氣和氫氧化銣。易與氧作用生成氧化物。由於遇水反應放出大量熱,所以可使氫氣立即燃燒。純金屬銣通常存儲於煤油中。銣在空氣中能自燃,同水甚至同溫度低到-100℃的冰接觸都能猛烈反應,生成氫氧化銣並放出氫。銣的資源,銣無單獨工業礦物,常分散在雲母、鐵鋰雲母、銫榴石和鹽礦層、礦泉之中。全世界銣的儲量17萬噸,年產量約4噸,中國儲量629噸。
用途 用於制光電池、光電管和催化劑等。是製造光管的材料,銣的碘化物可供藥用.
來源 可由電解熔融的氯化銣或氰化銣而得。自然界中銣鹽存在於礦物水,也有少量氯化銣存在於光鹵石中。
化合物 氯化銣和氫氧化銣是最常用的銣化合物。碳酸銣使用於一些光學眼鏡中。

2 銣 -性質

銣(rb)
銣(rb)
銣的化學反應比鈉、鉀更為激烈,在空氣中極易氧化。
銣的熔點(38.89℃)和硬度比鉀更低,化學性質更加活潑。銣遇水發生爆炸並溶在水中形成鹼性溶液。
銣在光的作用下容易放出電子,可用以製造光電管。
化學性質比鉀活潑。在光的作用下易放出電子。遇水起劇烈作用,生成氫氣和氫氧化銣。易與氧作用生成氧化物。
同位素   共有45個同位素(銣-71~銣-102),其中有1個同位素是穩定的。在自然界出現的銣-87,帶有放射性。
反應 銣與水有劇烈反應,並可能導致火災。為了確保安全及防止與空氣發生反應,銣必須保持在密封的玻璃油中。銣在某情況下替代鉀是有可能的,但大鼠100%取代飲食幾個星期後就會死亡。

3 銣 -綜合性質

銣原子結構
銣原子結構
總體特性
  【中文名稱】銣
  【漢語拼音】rú
  【英文名稱】rubidium 源於拉丁文 ruidus (深紅色)
  【元素符號】Rb
  【原子序數】37
  【族-系列】ⅠA—鹼金屬  
    【密度】1.532克/立方厘米
  【莫氏硬度】0.3
  【性狀】
  【元素在宇宙中的含量】0.01ppm (ppm是濃度單位,1ppm表示1單位溶劑中含有百萬分之一單位的溶質)
  【元素在太陽中的含量】0.03ppm
  【地殼中含量】90ppm(0.03%)
  【元素在海水中的含量】0.12ppm
元素周期表·銣
元素周期表·銣
原子屬性
  【相對原子質量】85.4678
  【原子半徑】235(265)pm 【共價半徑】211pm
  【范德華半徑】244pm
  【價電子排布】[Kr]5s1
  【價電子在每能級排布】2,8,18,8,1
  【氧化態】主要有 Rb -1 (在液氨中), Rb +1
  【晶體結構】晶胞為體心立方晶胞,每個晶胞含有2個金屬原子。
物理屬性
  【物質狀態】固態
  【熔點】312.46K(38.89℃)
  【沸點】961K(688℃)
  【摩爾體積】55.76立方厘米/摩爾
  【汽化熱】72.216 kJ/mol
銣原子熒光譜
銣原子熒光譜
   【熔化熱】2.192 kJ/mol
  【蒸氣壓】1.56×10^-4 帕(312.6K)
  【聲速】1300 m/s(293.15K)
其它性質
  【電負性】0.82(鮑林標度)
  【比熱】363 J/(kg·K)
  【電導率】7.79×10^6/(米歐姆)   
    【熱導率】58.2 W/(m·K)
  【第一電離能】403.0 kJ/mol
  【第二電離能】2633 kJ/mol
  【第三電離能】3860 kJ/mol
  【第四電離能】5080 kJ/mol
  【第五電離能】6850 kJ/mol
  【第六電離能】8140 kJ/mol
  【第七電離能】9570 kJ/mol
  【第八電離能】13120 kJ/mol
  【第九電離能】14500 kJ/mol
  【第十電離能】26740 kJ/mol
化學性質
其它參數
  氧化物離解能(Do):3.6(eV)
  元素電離能(Ei): 4.18(eV)
  主要吸收線及其主要參數:  
λ(nm)  f    W    F   S*   CL   R·S
780.0  0.802.0  A-A  0.5       1.0
794.8  0.402.0  A-A  1.0       2.0
420.2       0.7  A-A  10        120
421.6       0.7  A-A            235
   λ:波長
  f:振子強度
  W:單色器光譜通帶
  A- A(空氣乙炔焰)
  S*:元素的特徵濃度(1%吸收靈敏度)
  CL:元素的檢測極限
  R·S:同一元素主要吸收線間的相對靈敏度
  F:火焰類型
  晶胞參數:
  a = 558.5 pm
  b = 558.5 pm
  c = 558.5 pm
  α = 90°
  β = 90° 
   γ = 90°

4 銣 -發現

銣

銣是1861年由本生和基爾霍夫通過對紅雲母礦加光及熱,作為發出的2條紅色光譜線的成分時被發現的. 之後,又從同一礦物中分離出單質銣.

十九世紀五十年代的開頭,住在漢堡城裡的德國化學家本生,發明了一種燃燒煤氣的燈,這種本生燈現在在我們的化學實驗室里還隨處可見。他試著把各種物質放到這種燈的高溫火焰里,看看它們在火焰里究竟有什麼變化。變化果真是有的!火焰本來幾乎是無色的,可是當含鈉的物質放進去時,火焰卻變成了黃色;含鉀的物質放進去時,火焰又變成了紫色……連續多次的實驗使本生相信,他已經找到了一種新的化學分析的方法。這種方法不需要複雜的試驗設備,不需要試管、量杯和試劑,而只要根據物質在高溫無色火焰中發出的彩色信號,就能知道這種物質里含有什麼樣的化學成分。

但是,進一步的試驗卻使本生感到煩惱了,因為有些物質的火焰幾乎亮著同樣顏色的光輝,單憑肉眼根本沒法把它們分辨清楚。這時,住在同一城市裡的研究物理學的基爾霍夫決心幫本生的忙。他想既然太陽光通過三稜鏡能夠分解成為由七種顏色組成的光譜,那為什麼不可以用這個簡單的玻璃塊來分辨一下高溫火焰里那些物質所發出的彩色信號呢?基爾霍夫把自己的想法告訴了本生,並把自己研製的一種儀器——分光鏡交給了他。他們把各種物質放到火焰上去,叫物質變成熾熱的蒸氣,由這蒸氣發出來的光,通過分光鏡之後,果然分解成為由一些分散的彩色線條組成的光譜——線光譜。蒸氣成份里有什麼元素,線光譜中就會出現這種元素所特有的跟別的元素不同的色線:鉀蒸氣的光譜里有兩條紅線,一條紫線;鈉蒸氣有兩條挨得很近的黃線;鋰的光譜是由一條亮的紅線和一條較暗的橙線組成的;銅蒸氣有好幾條光譜線,其中最亮的是兩條黃線和一條橙線。

這樣就給人們找到了一種可靠的探索和分析物質成份的方法——光譜分析法。光譜分析法的靈敏度很高,能夠「察覺」出幾百萬分之一克甚至幾十億分之一克的不管哪一種元素。分光鏡擴大了人們的視野。你把分光鏡放在光線的過道上,譜線將毫無差錯地告訴你發出這種光線的物質的化學元素的成分是什麼。本生拿著分光鏡研究過很多物質。在1861年,他在一種礦泉水裡和鋰雲母礦石中,發現了一種產生紅色光譜線的未知元素。這個新發現的元素就用它的光譜線的顏色銣來命名(在拉丁語里,銣的含意是深紅色)。銣的發現,是用光譜分析法研究分析物質元素成分取得的第一個勝利。

5 銣 -用途

發電    
銣原子鐘
銣原子鐘
    銣原子的最外層電子很不穩定,很容易被激發放射出來。利用銣原子的這個特點,科學家們設計出了磁流體發電和熱電發電兩種全新的發電方式。
  磁流體發電是使加熱到二三千度高溫的具有導電能力的氣體,以每秒六百到一千五百米的速度通過磁極,憑藉電磁感應而發出電來。氣體們設計出了磁流體發電和熱電發電兩種全新的發電方式。磁流體發電是使加熱到二三千度高溫的具有導電能力的科學家很不穩定,很容易被激發放射出來。利用銣原子的這個特點,電子發出電來。從熱能(或水能)到機械能再到電能,中間幾經周折,能量損耗不少,效率當然很低。那麼有沒有一種操作簡便而效率卻很高的發電方式,人們發現銣原子的最外層發電機我們平常所用的電大多是用火力或水力生產出來的。燒煤的熱能或水流的動能,先推動汽輪機或水輪機變成機械能,然後再帶動熱電發電是從加熱一頭的電極發出電子,而由另一頭的電極接受,在兩個電極之間接上導線,就會有電流不斷產生和通過。這樣的發電方式多麼簡單,多麼直截了當!熱能直接變成電能,省掉了水力和火力發電時的機械轉動部分,從而大大提高了能量的利用率。當然,為獲得磁流體發電所需要的高溫高速的導電性氣體也好,為進一步提高熱電發電的電子流速度也好,都少不了要用到最容易發射電子,也就是最容易變成離子的金屬銣。銣在這方面的廣泛應用,一定會給發電技術和能量利用帶來一場新的重大的技術革命。其他 銣是製造電子器件(光電倍增管光電管)、分光光度計、自動控制、光譜測定、彩色電影、彩色電視、雷達、激光器以及玻璃、陶瓷、電子鐘等的重原料;在空間技術方面,離子推進器和熱離子能轉換器需要大量的銣;銣的氫化物和硼化物可作高能固體燃料;放射性銣可測定礦物年齡,此外銣的化合物應用於製藥、造低業。

6 銣 -資源

  銣的資源,銣無單獨工業礦物,常分散在雲母、鐵鋰雲母、銫榴石和鹽礦層、礦泉之中。全世界銣的儲量17萬噸,年產量約4噸,中國儲量629噸。
  參考價格:$25/g
  據《國土資源報》消息 近日(2011年1月)從內蒙古地礦局礦產實驗研究所傳出消息,該所在錫林郭勒盟白音錫勒牧場東北約15公里處初步探明一處超大型銣(讀rú)礦,氧化銣儲量達87.36萬噸。

7 銣 -製取

提取銣的化合物:主要方法有復鹽沉澱法、溶劑萃取法、離子交換法等多種。中國自貢從滷水回收銣採用磷鉬酸銨沉澱法。制銣:用金屬熱還原法以鈣還原氯化銣,用鎂或碳化鈣還原碳酸銣,均可製得金屬銣。

8 銣 -同位素

共有45個同位素(銣-71~銣-102),其中有1個同位素是穩定的。在自然界出現的銣-87,帶有放射性。

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