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Rubidio

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Posición del rubidio en la tabla periódica; grupo 1, periodo 5
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Nombre, símbolo, Z: Rubidio, Rb, 37
Serie química: Metales alcalinos
Grupo, periodo, bloque: 1, 5 , s
Configuración electrónica: [Kr] 5s1
Propiedades atómicas
Masa atómica: 85,4678 uma
Radio atómico: 265 pm
 - Medio 235 pm
 - Covalente 211 pm
 - De Van der Waals 244 pm
Nº de oxidación (óxido): 1 (base fuerte)
Electronegatividad: 0,82 (Pauling)
Potencial de ionización: 403,0 kJ/mol

 - 2.º = 2633
 - 3.º = 3860
 - 4.º = 5080

 - 5.º = 6850
 - 6.º = 8140
 - 7.º = 9570

 - 8.º = 13120
 - 9.º = 14500
 - 10.º = 26740


† Calculado a partir de distintas longitudes de enlace covalente, metálico o iónico.

Propiedades físicas
Estado: Sólido
Estructura cristalina: Cúbica centrada
en el cuerpo
Color: Plateado blanco
Muestra de rubidio de color plateado blanco
Densidad: 1532 (kg/)
Dureza: 0,3 (Mohs)
Conductividad eléctrica: 7,79×106 S/m
Conductividad térmica: 58,2 W/(m·K)
Calor específico: 363 J/kg·K
Punto de fusión: 312,46 K
Entalpía de fusión: 2,192 kJ/mol
Punto de ebullición: 961 K
Entalpía de vaporización: 72,216 kJ/mol
Presión de vapor: 1,56×10-4 Pa a 312,6 K
Velocidad del sonido: 1300 m/s a 293,15 K
Isótopos más estables
iso. AN (%) Vida media MD ED (MeV) PD
85Rb 72,165 El Rb es estable con 48 neutrones
87Rb 27,835 4,75E10 a β- 0,283 87Sr
Valores en el SI y en condiciones normales (0 ºC y 1 atm), salvo indicación en contra.

El rubidio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es Rb y su número atómico es 37.

Caracterísiticas principales

El rubidio es un metal alcalino blando, de color plateado blanco brillante que empaña rápidamente al aire, muy reactivo —es el segundo elemento alcalino más electropositivo— y puede encontrarse líquido a temperatura ambiente. Al igual que los demás elementos del grupo 1 puede arder espontáneamente en aire con llama de color violeta amarillento, reacciona violentamente con el agua desprendiendo hidrógeno y forma amalgamas con mercurio. Puede formar aleaciones con oro, los demás metales alcalinos, y alcalinotérreos, antimonio y bismuto.

Al igual que los demás metales alcalinos presenta un único estado de oxidación (+1) y reacciona con dióxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y halógenos. Con el oxígeno forma al menos cuatro óxidos: Rb2O, Rb2O2, Rb2O3, RbO2.

Aplicaciones

El rubidio se puede ionizar con facilidad por lo que se ha estudiado su uso en motores iónicos para naves espaciales, aunque xenón y cesio han demostrado una mayor eficacia para este propósito. Se utiliza principalmente en la fabricación de cristales especiales para sistemas de telecomunicaciones de fibra óptica y equipos de visión nocturna. Otros usos son:

  • Recubrimientos fotoemisores de telurio-rubidio en células fotoeléctricas y detectores electrónicos.
  • Afinador de vacío, getter, (sustancia que absorbe las últimas trazas de gas, especialmente oxígeno) en tubos de vacío para asegurar su correcto funcionamiento.
  • Componente de fotorresistencias (o LDR, Light dependant resistors, resistencias dependientes de la luz), resistencias en las que la resistencia eléctrica varía con la iluminación recibida.
  • En medicina para la tomografía por emisión de positrones, el tratamiento de la epilepsia y la separación por ultracentrifugado de ácido nucleicos y virus.
  • Fluido de trabajo en turbinas de vapor.
  • El RbAg4I5 tiene la mayor conductividad eléctrica conocida a temperatura ambiente de todos los cristales iónicos y podría usarse en la fabricación de baterías en forma de delgadas láminas entre otras aplicaciones eléctricas.
  • Se estudia la posibilidad de emplear el metal en generadores termoeléctricos basados en la magnetohidrodinámica de forma que los iones de rubidio generados a alta temperatura sean conducidos a través de un campo magnético generando una corriente eléctrica.

En muchas aplicaciones puede sustituirse por el cesio (o el compuesto de cesio correspondiente) por su semejanza química.

Historia

El rubidio (del latín rubĭdus, rubio) fue descubierto en 1861 por Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff en la lepidolita utilizando un espectroscopio —inventado un año antes— al detectar las dos rayas rojas características del espectro de emisión de este elemento y que son la razón de su nombre. Son pocas las aplicaciones industriales de este elemento que en 1920 empezó a usarse en células fotoeléctricas habiéndose usado sobre todo en actividades de investigación y desarrollo, especialmente en aplicaciones químicas y electrónicas.

Abundancia y obtención

A pesar de no ser un elemento muy abundante en la corteza terrestre ya que se encuentra entre los 56 elementos que engloban conjuntamente un 0,05% del peso de la misma, no puede considerarse escaso. Representando del orden de 78 ppm en peso, es el 23.º elemento más abundante y el 16.º de los metales superando a otros metales comunes como el cobre, el plomo y el cinc de los que se extraen miles de toneladas anuales frente a las tres del rubidio. Es además 30 veces más abundante que el cesio y 4 que el litio metales de cuya obtención se extrae como subproducto. La razón de tal disparidad estriba en que no se conocen minerales en los que el rubidio sea el elemento predominante y que su radio iónico es muy similar al del potasio (2000 veces más abundante) sustituyéndole —en ínfimas cantidades— en sus especies minerales donde aparece como impureza.

Se encuentra en diversos minerales como leucita, polucita y zinnwaldita. La lepidolita contiene un 1,5% de rubidio (puede superar en ocasiones el 3,15%) y es de donde se obtiene el metal en su mayoría; también otros minerales de potasio y cloruro de potasio contienen cantidades significativas de rubidio como para permitir su extracción rentable, así como los depósitos de polucita —que pueden contener hasta un 1,35% de rubidio— entre los que destacan los del lago Bernic en Manitoba (Canadá).

El metal se obtiene, entre otros métodos, reduciendo el cloruro de rubidio con calcio en vacío, o calentando su hidróxido con magnesio en corriente de hidrógeno. Pequeñas cantidades pueden obtenerse calentando sus compuestos con cloro mezclados con óxido de bario en vacío. La pureza del metal comercializado varía entre 99 y 99,8%.

Isótopos

Se conocen 24 isótopos de rubidio, existiendo en la naturaleza tan sólo dos, el Rb-85 y el radioactivo Rb-87. Las mezclas normales de rubidio son ligeramente radiactivas.

El isótopo Rb-87, que tiene una vida media de 4,75E10 años, se ha usado mucho para la datación radiométrica de rocas. El Rb-87 decae a Sr-87 estable emitiendo un partículo beta negativa. Durante la cristalización fraccionada, el estroncio tiende a concentrarse en la plagioclasa quedando el rubidio en la fase líquida, de modo que la razón Rb/Sr en el magma residual se incrementa a lo largo del tiempo. Las mayores razones —de 10 o más— se hallan en las pegmatitas. Si la cantidad inicial de estroncio es conocida o puede extrapolarse, midiendo las concentraciones de Rb y Sr y el cociente Sr-87/Sr-86 puede determinarse la edad de la roca. Evidentemente la edad medida será la de la roca si ésta no ha sufrido alteraciones después de su formación.

La frecuencia de resonancia del átomo de Rb-87 se usa como referencia en normas y osciladores utilizados en transmisores de radio y televisión, en la sincronización de redes de telecomunicación y en la navegación y comunicación vía satélite. El isótopo se emplea además en la construcción de relojes atómicos.

El isótopo Rb-82 se utiliza en la obtención de imágenes del corazón mediante tomografía por emisión de positrones. Debido a su corta vida media (1,273 minutos) se sintetiza, antes de su administración, a partir de estroncio-82 ya que en tan sólo un día se desintegra prácticamente por completo.

Precauciones

El rubidio reacciona violentamente con el agua pudiendo provocar la inflamación del hidrógeno desprendido en la reacción:

2 Rb + 2 H2O → 2 Rb(OH) + H2

Para asegurar la pureza del metal y la seguridad en su manipulación se almacena bajo aceite mineral seco, en vacío o en atmósfera inerte.

Referencias


Otras fuentes de información

Notas

H   He
Li Be   B C N O F Ne
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba   Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh  
  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr