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同义词 rubidium一般指铷
铷(Rb)是一种化学物质,略带金黄色的银白色蜡状金属。质软而轻,其化学性质比钾活泼。在光的作用下易放出电子。遇水起剧烈作用,生成氢气和氢氧化铷。易与氧作用生成氧化物。由于遇水反应放出大量热,所以可使氢气立即燃烧。纯金属铷通常存储于密封的玻璃安瓿瓶中。
中文名
外文名
rubidium
元素符号
Rb
原子量
85.4678
元素类型
金属元素
原子序数
37
发现人
本生基尔霍夫
管制类型
易制爆
原子量
85.4678
熔    点
312.45K
密    度
1.532 g/cm3
莫氏硬度
0.3
热膨胀
90 µm/(m·K)
导热性
58.2 W/(m·K)
磁    序
顺磁性
拉伸模量
2.4 GPa
体积模量
2.5 GPa

总体特性

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【中文名称】铷
【汉语拼音】rú
【英文名称】rubidium 源于拉丁文 ruidus (深红色
【CAS号】7440-17-7[1] 
【EINECS】231-126-6[2] 
元素符号】Rb
原子序数】37
【族-系列】ⅠA—碱金属
金属铷 金属铷
密度】1.532克/立方厘米
莫氏硬度】0.3
【性状】
【元素在宇宙中的含量】0.01ppm (ppm是浓度单位,1ppm表示1单位溶剂中含有百万分之一单位的溶质)
【元素在太阳中的含量】0.03ppm
地壳中含量】90ppm(0.009%)
【元素在海水中的含量】0.12ppm
电子层】K-L-M-N-O
原子属性
相对原子质量】85.4678
原子半径】235(265)pm  【共价半径】211pm
范德华半径】244pm
【价电子排布】[Kr]5s1
【价电子在每能级排布】2,8,18,8,1
核电荷数】37
氧化态】主要有 Rb -1 (在液氨中), Rb +1
晶体结构】晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子

物理属性

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【物质状态】固态
【熔点】312.46K(38.89℃)
【沸点】961K(688℃)
摩尔体积】55.76立方厘米/摩尔
汽化热】72.216 kJ/mol
熔化热】2.192 kJ/mol
蒸气压】1.56×10^-4 帕(312.6K)
声速】1300 m/s(293.15K)
电负性】0.82(鲍林标度
比热】363 J/(kg·K)
电导率】7.79×10^6/(米欧姆) 【热导率】58.2 W/(m·K)
第一电离能】403.0 kJ/mol
【第二电离能】2633 kJ/mol
【第三电离能】3860 kJ/mol
【第四电离能】5080 kJ/mol
【第五电离能】6850 kJ/mol
【第六电离能】8140 kJ/mol
【第七电离能】9570 kJ/mol
【第八电离能】13120 kJ/mol
【第九电离能】14500 kJ/mol
【第十电离能】26740 kJ/mol

化学参数

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氧化物离解能(Do):3.6(eV)
元素电离能(Ei): 4.18(eV)
主要吸收线及其主要参数:
λ(nm)
f
W
F
S*
CL
R·S
780.0
0.80
2.0
A-A
0.5
 
1.0
794.8
0.40
2.0
A-A
1.0
 
2.0
420.2
 
0.7
A-A
10
 
120
421.6
 
0.7
A-A
  
235
λ:波长
W:单色器光谱通带
A- A(空气乙炔焰)
S*:元素的特征浓度(1%吸收灵敏度)
CL:元素的检测极限
R·S:同一元素主要吸收线间的相对灵敏度
F:火焰类型
金属铷 金属铷
a = 558.5 pm
b = 558.5 pm c = 558.5 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°

历史简介

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锂钾矿物锂云母是在18世纪60年代被发现的,而且它的性质很奇怪。当扔进燃烧的煤块时,它会吐泡沫然后像玻璃一样变硬。分析显示它包含锂和钾,但它还藏着一个秘密:铷。
在1861年,Robert Bunsen和Gustav Kirchhoff在海德堡大学,溶解了这种矿石在酸中,然后沉淀出的钾,它还包含着另一种更重的碱金属。小心的用沸水冲洗这个沉淀物,这样溶解了更多的可溶性钾化合物,然后测试了残余物的原子光谱,证实了它们真的包含一种新的元素。这展示了两条之前从未见过的强烈的宝石红色的线,表示是一种新的元素,他们以这种颜色命名了这种元素。
纯净的铷金属样本在1928年终于被生产出来。[3] 

元素发现

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十九世纪五十年代的开头,住在汉堡城里的德国化学家本生(Robert Bunsen),发明了一种燃烧煤气的灯,这种本生灯现在在我们的化学实验室里还随处可见。他试着把各种物质放到这种灯的高温火焰里,看看它们在火焰里究竟有什么变化。
变化果真是有的!火焰本来几乎是无色的,可是当含钠的物质放进去时,火焰却变成了黄色;含钾的物质放进去时,火焰又变成了紫色……连续多次的实验使本生相信,他已经找到了一种新的化学分析的方法。这种方法不需要复杂的试验设备,不需要试管、量杯和试剂,而只要根据物质在高温无色火焰中发出的彩色信号,就能知道这种物质里含有什么样的化学成分。
但是,进一步的试验却使本生感到烦恼了,因为有些物质的火焰几乎亮着同样颜色的光辉,单凭肉眼根本没法把它们分辨清楚。
这时,住在同一城市里的研究物理学的基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhopp)决心帮本生的忙。他想既然太阳光通过三棱镜能够分解成为由七种颜色组成的光谱,那为什么不可以用这个简单的玻璃块来分辨一下高温火焰里那些物质所发出的彩色信号呢?
基尔霍夫把自己的想法告诉了本生,并把自己研制的一种仪器——分光镜交给了他。
元素周期表 元素周期表
他们把各种物质放到火焰上去,叫物质变成炽热的蒸气,由这蒸气发出来的光,通过分光镜之后,果然分解成为由一些分散的彩色线条组成的光谱——线光谱。蒸气成份里有什么元素,线光谱中就会出现这种元素所特有的跟别的元素不同的色线:钾蒸气的光谱里有两条红线,一条紫线;钠蒸气有两条挨得很近的黄线;锂的光谱是由一条亮的红线和一条较暗的橙线组成的;铜蒸气有好几条光谱线,其中最亮的是两条黄线和一条橙线,等等。
这样就给人们找到了一种可靠的探索和分析物质成份的方法——光谱分析法。光谱分析法的灵敏度很高,能够“察觉”出几百万分之一克甚至几十亿分之一克的不管哪一种元素。
分光镜扩大了人们的视野。你把分光镜放在光线的过道上,谱线将毫无差错地告诉你发出这种光线的物质的化学元素的成分是什么。
本生拿着分光镜研究过很多物质。在1861年,他在一种矿泉水里和锂云母矿石中,发现了一种产生红色光谱线的未知元素。这个新发现的元素就用它的光谱线的颜色铷来命名(在拉丁语里,铷的含意是深红色)。
铷的发现,是用光谱分析法研究分析物质元素成分取得的第一个胜利。

元素应用

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铷原子的最外层电子很不稳定,很容易被激发放射出来。利用铷原子的这个特点,科学家们设计出了磁流体发电和热电发电两种全新的发电方式。
磁流体发电是使加热到二三千度高温的具有导电能力的气体,以每秒六百到一千五百米的速度通过磁极,凭借电磁感应而发出电来。
热电发电是从加热一头的电极发出电子,而由另一头的电极接受,在两个电极之间接上导线,就会有电流不断产生和通过。
这样的发电方式多么简单,多么直截了当!热能直接变成电能,省掉了水力和火力发电时的机械转动部分,从而大大提高了能量的利用率。
当然,为获得磁流体发电所需要的高温高速的导电性气体也好,为进一步提高热电发电的电子流速度也
铷原子荧光谱 铷原子荧光谱
好,都少不了要用到最容易发射电子,也就是最容易变成离子的金属铷。
现代的音乐方面中都应用了铷元素的特性,比如说音乐大师久石让老师的《encore》 这张专辑里由他亲自选取并用钢琴演绎,在运用最新高科技所研发的铷元素直接刻录CD,来获得比一般cd音质更加精致的效果。
铷在这方面的广泛应用,一定会给发电技术和能量利用带来一场新的重大的技术革命。

资源分布

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铷的资源,铷无单独工业矿物,常分散在云母、铁锂云母、铯榴石和盐矿层、矿泉之中。全世界铷的储量18万吨,世界年产量约4吨,中国储量754吨。
参考价格:含量99.5% 人民币256000元/公斤 含量99.9% 人民币299000元/公斤
据小道消息称,从内蒙古地矿局矿产实验研究所传出消息,该所在锡林郭勒盟白音锡勒牧场东北约15公里处初步探明一处超大型铷矿,氧化铷储量达87.36万吨。(但实际查证后发现无此矿山的探矿证或采矿证的存在,也查无实地)
根据实地走访,在内蒙古锡林郭勒盟只有一家名为正镶白旗同创矿业有限公司拥有铷矿资源,都北银多金属矿,探矿区面积4.76平方公里,并且处于持证探矿阶段,在相关部门有备案,现已探明铷矿总量为9.6万吨,已超过开采最低品味,为世界目前最大型铷矿矿山。

制取方法

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提取铷的化合物:主要方法有复盐沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等多种。中国自贡从卤水回收铷采用磷钼酸铵沉淀法。制铷:用金属热还原法以钙还原氯化铷,用镁或碳化钙还原碳酸铷,均可制得金属铷。

同位素

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共有45个同位素(铷-71~铷-102),其中有1个同位素是稳定的。在自然界出现的铷-87,带有放射性。
性质
铷的化学反应比钠、钾更为激烈,在空气中极易氧化。
铷的熔点(38.89℃)和硬度比钾更低,化学性质更加活泼。铷遇水在表面发生爆炸并溶在水中形成碱性溶液。
铷在光的作用下容易放出电子,可用以制造光电管

其它

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铷的是锂、铯等金属冶炼过程中的副产物。这些矿物中含有痕量铷。
铷是制造电子器件(光电倍增管光电管)、分光光度计、自动控制、光谱测定、彩色电影、彩色电视、雷达、激光器以及玻璃、陶瓷、电子钟等的重要原料;在空间技术方面,离子推进器和热离子能转换器需要大量的铷;铷的氢化物和硼化物可作高能固体燃料放射性铷可测定矿物年龄,此外铷的化合物应用于制药、造纸业;还可作为真空系统的吸气剂。吸气剂的作用类似净化剂,可去除可能会污染系统的多余气体。
在铯原子钟诞生之前,铷原子钟曾经作为标准时间的秒的衡量标准。

铷矿行业分析

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铷、铯在地壳中的含量分别为5.1X10-5--3.1×10-4和1.2X10-8--1X10-5,按元素丰度排列分别居16位和第40位。铷、铯资源主要赋存于花岗伟晶岩,卤水和钾盐矿床中。现在人们主要从花岗伟晶岩矿床开发回收铷和铯,主要工业矿物是锂云母和铯榴石。
我国丰富的铷、铯资源,其储量名列前茅,且类型齐全,分布全国。我国铷资源主要赋存于锂云母和盐湖卤水中,锂云母中铷含量占全国铷资源储量的55%,以江西宜春储量最为丰富,是目前我国铷矿产品的主要来源。湖南、四川的锂云母矿中也含有铷。青海、西藏的盐湖卤水中含有极为丰富的铷,是有待于开发的我国未来的铷资源。
与世界蕴藏的巨大铷资源储量相比,铷及其化合物工业生产规模和应用市场, 需要大力研究开发, 并拓展铷及其化合物的应用领域, 这对推动铷资源的综合利用具有重要经济、社会和环境效益。
随着铷及其化合物需求的不断扩大, 其分离、提纯技术得以不断发展, 从最早的分级结晶分离法、沉淀法, 到目前的离子交换法、溶剂萃取法等, 铷及其化合物的产品质量不断提高, 生产成本逐步降低。
铷及其化合物所具有的独特特性, 如辐射能频率的高稳定性, 易离子化, 优良的光电特性和强烈化学活性等, 已在国防工业、航天航空工业、生物工程、医学及能源工业等高新技术领域显现出广阔的应用前景和市场需求, 特别是在能源领域中的应用更具巨大潜力和想像力。[4] 

新发现

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记者从广东省国土资源厅召开的“找矿突破战略行动调研汇报会议”上获悉,经过近3年的努力,广东地质勘查部门相继在武夷成矿带广东南段的紫金县、蕉岭县发现罕见巨型铷矿产地,两处估算铷资源量达360万吨以上。有专家称,潜在经济价值以上万亿元计算。
专家指出,全国19个矿产地共查明铷资源量185万吨,但目前大多数难以利用。广东两处铷矿产地,其估算资源分别是国家大型矿床标准的1000和800倍,且有较高的回收率,是找矿突破战略行动取得的重大成果。
“科学家的设想,如果变为现实,将会带来发电技术和能量利用的一场新的伟大革命。”专家介绍,铷是稀有金属,其氢化物和硼化物可作为高能固体燃料,是战略性新兴材料,在航天航空、能源、国防工业等领域的应用不断扩大,在玻璃、陶瓷等民用工业领域应用前景广阔。铷的元素活泼、低熔点、沸点低,利用其特性有可能把热能直接变为电能。[5] 
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参考资料
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