銣

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,表征有一個新元素,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。

基本信息

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)

【CAS號】7440-17-7

【EINECS】231-126-6

【元素符號】Rb

【原子序數】37

金屬銣金屬銣

【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(0.009%)

【元素在海水中的含量】0.12ppm

【電子層】K-L-M-N-O

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

【核電荷數】37

【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

銣

【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

【熔化熱】2.192 kJ/mol

【蒸氣壓】1.56×10^-4 帕(312.6K)

【聲速】1300 m/s(293.15K)

【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

銣

【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 0.80 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

金屬銣金屬銣

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°

基本介紹

中文名: 銣

符號: Rb

序號: 37

族: ⅠA

原子質量: 85.4678

密度: 5

外觀: 銀白色蠟狀金屬

熔點: 38.89 ℃

沸點: 688℃

歷史簡介

鋰鉀礦物鋰雲母是在18世紀60年代被發現的,而且它的性質很奇怪。當扔進燃燒的煤塊時,它會吐沫泡然後像玻璃一樣變硬。分析顯示它包含鋰和鉀,但它還藏著一個秘密:銣。

在1861年,Robert Bunsen和Gustav Kirchhoff在海德堡大學,溶解了這種礦石在酸中,然後沉澱出的鉀,它還包含著另一種更重的鹼金屬。小心的用沸水沖洗這個沉澱物,這樣溶解了更多的可溶性鉀化合物,然後測試了殘餘物的原子光譜,證實了它們真的包含一種新的元素。這展示了兩條之前從未見過的強烈的寶石紅色的線,表示是一種新的元素,他們以這種顏色命名了這種元素。

純淨的銣金屬樣本在1928年終於被生產出來了。

元素髮現

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(Robert Bunsen),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(Gustav Robert Kirchhopp)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?

元素周期表元素周期表

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,等等。

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(在拉丁語裡,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。

元素套用

發電

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。

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。

銣

這樣的發電方式多么簡單,多么直截了當。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。

現代的音樂方面中都套用了銣元素的特性,比如說音樂大師久石讓老師的《encore》這張專輯裡由他親自選取並用鋼琴演繹,在運用最新高科技所研發的銣元素直接刻錄CD,來獲得比一般cd音質更加精緻的效果。

銣在這方面的廣泛套用,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。

資源分布

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18萬噸,世界年產量約4噸,中國儲量754噸 。

參考價格:含量99.5% 人民幣256000元/公斤 含量99.9% 人民幣299000元/公斤

據小道訊息稱,從內蒙古地礦局礦產實驗研究所傳出訊息,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礦,氧化銣儲量達87.36萬噸。(但實際查證後發現無此礦山的探礦證或採礦證的存在,也查無實地)

根據實地走訪,在內蒙古錫林郭勒盟只有一家名為正鑲白旗同創礦業有限公司擁有銣礦資源,都北銀多金屬礦,探礦區面積4.76平方公里,並且處於持證探礦階段,在相關部門有備案,現已探明銣礦總量為9.6萬噸,已超過開採最低品味,為世界目前最大型銣礦礦山。

銣礦行業分析

銣、銫在地殼中的含量分別為5.1X10-5--3.1×10-4和1.2X10-8--1X10-5,按元素豐度排列分別居16位和第40位。銣、銫資源主要賦存於花崗偉晶岩,滷水和鉀鹽礦床中。現在人們主要從花崗偉晶岩礦床開發回收銣和銫,主要工業礦物是鋰雲母和銫榴石。

我國豐富的銣、銫資源,其儲量名列前茅,且類型齊全,分布全國。我國銣資源主要賦存於鋰雲母和鹽湖滷水中,鋰雲母中銣含量占全國銣資源儲量的55%,以江西宜春儲量最為豐富,是目前我國銣礦產品的主要來源。湖南、四川的鋰雲母礦中也含有銣。青海、西藏的鹽湖滷水中含有極為豐富的銣,是有待於開發的我國未來的銣資源。

與世界蘊藏的巨大銣資源儲量相比,銣及其化合物工業生產規模和套用市場, 需要大力研究開發, 並拓展銣及其化合物的套用領域, 這對推動銣資源的綜合利用具有重要經濟、社會和環境效益。

隨著銣及其化合物需求的不斷擴大, 其分離、提純技術得以不斷發展, 從最早的分級結晶分離法、沉澱法, 到目前的離子交換法、溶劑萃取法等, 銣及其化合物的產品質量不斷提高, 生產成本逐步降低。

銣及其化合物所具有的獨特特性, 如輻射能頻率的高穩定性, 易離子化, 優良的光電特性和強烈化學活性等, 已在國防工業、航天航空工業、生物工程、醫學及能源工業等高新技術領域顯現出廣闊的套用前景和市場需求, 特別是在能源領域中的套用更具巨大潛力和想像力。

新發現

記者從廣東省國土資源廳召開的“找礦突破戰略行動調研匯報會議”上獲悉,經過近3年的努力,廣東地質勘查部門相繼在武夷成礦帶廣東南段的紫金縣、蕉嶺縣發現罕見巨型銣礦產地,兩處估算銣資源量達360萬噸以上。有專家稱,潛在經濟價值以上萬億元計算。

專家指出,全國19個礦產地共查明銣資源量185萬噸,但目前大多數難以利用。廣東兩處銣礦產地,其估算資源分別是國家大型礦床標準的1000和800倍,且有較高的回收率,是找礦突破戰略行動取得的重大成果。

“科學家的構想,如果變為現實,將會帶來發電技術和能量利用的一場新的偉大革命。”專家介紹,銣是稀有金屬,其氫化物和硼化物可作為高能固體燃料,是戰略性新興材料,在航天航空、能源、國防工業等領域的套用不斷擴大,在玻璃、陶瓷等民用工業領域套用前景廣闊。銣的元素活潑、低熔點、沸點低,利用其特性有可能把熱能直接變為電能。

化學元素周期表

族→123456789101112131415161718電子層0族電子數
周期↓I A0
11
H
2
He
K2
II AIII AIV AV AVI AVII A
23
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
L
K
8
2
311
Na
12
Mg
13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
M
L
K
8
8
2
III BIV BV BVI BVII BVIIII BII B
419
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
N
M
L
K
8
18
8
2
537
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
O
N
M
L
K
8
18
18
8
2
655
Cs
56
Ba
57-
71
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
P
O
N
M
L
K
8
18
32
18
8
2
787
Fr
88
Ra
89-
103
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Uub
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo

鑭系元 素57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
錒系元 素89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr

化學元素(二)

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