| Symbool | Rb |
|---|---|
| Atoomnummer | 37 |
| Atoommassa | 85,468 u |
| Categorie | Alkalimetaal |
| Groep | 1 |
| Periode | 5 |
| Blok | s-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 39,30 °C |
| Kookpunt | 688 °C |
| Dichtheid | 1,53 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Kr] 5s1 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 8, 1 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 0,82 |
| Oxidatiegetallen | +1 |
| Ontdekt | 1861 door Robert Bunsen en Gustav Kirchhoff |
| Engelse naam | Rubidium |
Eigenschappen van rubidium
Rubidium is na cesium het meest reactieve stabiele alkalimetaal. Het is zo zacht als boter en heeft een dichtheid van 1,53 g/cm³. Omdat het enige buitenste elektron ver van de kern zit, wordt het heel gemakkelijk afgestaan: rubidium vormt vrijwel altijd het ion Rb+. In lucht oxideert het binnen seconden en kan het zelf ontbranden; met water reageert het explosief, waarbij rubidiumhydroxide en waterstofgas ontstaan en het waterstof meteen vlam vat. Daarom wordt rubidium bewaard onder droge minerale olie of in afgesloten glazen ampullen onder argon. In een vlam kleurt rubidium violetrood. Natuurlijk rubidium bestaat uit stabiel 85Rb (ongeveer 72 procent) en 87Rb (28 procent). Dat laatste is licht radioactief, met een halfwaardetijd van 49 miljard jaar, en vervalt tot strontium-87. Geologen gebruiken die verhouding om de ouderdom van gesteenten te bepalen.
Naam. De naam komt van het Latijnse rubidus, donkerrood, naar de twee dieprode lijnen in het spectrum van het element.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Rubidium staat in periode 5 en groep 1 (alkalimetalen) van het periodiek systeem, in het s-blok.
Een neutraal atoom heeft 37 protonen in de kern en 37 elektronen, verdeeld over 5 schillen: 2, 8, 18, 8, 1. Het periodenummer (5) is gelijk aan het aantal schillen.
Omdat het in groep 1 staat, heeft Rubidium 1 valentie-elektron in de buitenste schil; die bepalen hoe het reageert en bindingen vormt (zie chemische bindingen).
Buren in het systeem: links/ervoor: Krypton (Kr, 36); rechts/erna: Strontium (Sr, 38); erboven in dezelfde groep: Kalium (K); eronder in dezelfde groep: Cesium (Cs).
Andere elementen in groep 1: Waterstof, Lithium, Natrium, Kalium, Cesium, Francium.
Voorkomen
Rubidium is opvallend algemeen: in de aardkorst komt het meer voor dan koper of zink. Toch zijn er geen echte rubidiumertsen, omdat het verspreid zit in kaliummineralen zoals lepidoliet en polluciet. Het wordt gewonnen als bijproduct van lithium- en cesiumwinning. Zeewater bevat een kleine hoeveelheid rubidium. Ons lichaam neemt het op alsof het kalium is, en het hoopt zich vooral in de spieren op, zonder dat het een bekende functie heeft. De wereldproductie is klein, slechts enkele tonnen per jaar.
Toepassingen
- Rubidium-atoomklokken zijn compact en relatief goedkoop, en worden gebruikt in GPS-satellieten, zendmasten en telecomnetwerken.
- Met lasers kunnen rubidiumatomen worden afgekoeld tot vlak bij het absolute nulpunt; in 1995 werd zo het eerste Bose-Einsteincondensaat gemaakt.
- De verhouding rubidium-87 en strontium-87 wordt gebruikt om de ouderdom van gesteenten en meteorieten te bepalen.
- Rubidium-82 wordt bij PET-scans gebruikt om de doorbloeding van de hartspier zichtbaar te maken.
- Rubidiumdamp zit in zeer gevoelige magnetometers die minieme magnetische velden meten.
Veelgestelde vragen
Wat gebeurt er als rubidium in water valt?
Rubidium reageert heftiger dan natrium of kalium. Het metaal smelt direct, schiet over het water en het gevormde waterstofgas ontbrandt explosief. Er ontstaat een sterk basische oplossing van rubidiumhydroxide. Vanwege het gevaar wordt dit alleen met heel kleine stukjes en achter een scherm gedemonstreerd.
Waarom wordt rubidium gebruikt in atoomklokken?
De buitenste elektronen van rubidium-87 kunnen tussen twee energietoestanden wisselen bij een heel precieze frequentie van ongeveer 6,8 gigahertz. Een klok die zich aan die frequentie afstemt, wijkt maar minuscuul af. Rubidiumklokken zijn kleiner en goedkoper dan cesiumklokken en daarom populair in satellieten en netwerken.
Is rubidium radioactief?
Gedeeltelijk. Ongeveer 28 procent van natuurlijk rubidium is rubidium-87, dat heel langzaam vervalt met een halfwaardetijd van 49 miljard jaar. De straling is zo zwak dat er geen gevaar is. Juist dat trage verval maakt het nuttig om de leeftijd van oude gesteenten te meten.