1861 में, पदार्थों के अध्ययन के लिए हाल ही में आविष्कार की गई भौतिक विधि - वर्णक्रमीय विश्लेषण - ने विज्ञान और प्रौद्योगिकी में एक महान भविष्य की गारंटी के रूप में एक बार फिर अपनी शक्ति और विश्वसनीयता का प्रदर्शन किया। इसकी मदद से दूसरे पहले अज्ञात रासायनिक तत्व रूबिडियम की खोज की गई। फिर, 1869 में डी.आई. मेंडेलीव द्वारा आवधिक कानून की खोज के साथ, रूबिडियम, अन्य तत्वों के साथ, तालिका में अपना स्थान ले लिया, जिसने रासायनिक विज्ञान को आदेश दिया।
रूबिडियम के आगे के अध्ययन से पता चला है कि इस तत्व में कई दिलचस्प और मूल्यवान गुण हैं। हम यहां उनमें से सबसे विशिष्ट और महत्वपूर्ण पर विचार करेंगे।
रासायनिक तत्व की सामान्य विशेषताएं
रूबिडियम की परमाणु संख्या 37 होती है, अर्थात इसके परमाणुओं में नाभिक की संरचना में केवल इतने ही धनावेशित कण - प्रोटॉन शामिल होते हैं। क्रमशएक तटस्थ परमाणु में 37 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
तत्व प्रतीक - आरबी। आवधिक प्रणाली में, रूबिडियम को समूह I के एक तत्व के रूप में वर्गीकृत किया गया है, अवधि पांचवीं है (तालिका के लघु-अवधि संस्करण में, यह समूह I के मुख्य उपसमूह से संबंधित है और छठी पंक्ति में स्थित है)। यह एक क्षार धातु है, एक नरम, बहुत ही घुलनशील, चांदी-सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है।
खोज इतिहास
रासायनिक तत्व रूबिडियम की खोज का सम्मान दो जर्मन वैज्ञानिकों - रसायनज्ञ रॉबर्ट बन्सन और भौतिक विज्ञानी गुस्ताव किरचॉफ को है, जो पदार्थ की संरचना का अध्ययन करने के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधि के लेखक हैं। 1860 में सीज़ियम की खोज के लिए वर्णक्रमीय विश्लेषण के उपयोग के बाद, वैज्ञानिकों ने अपना शोध जारी रखा, और अगले वर्ष, खनिज लेपिडोलाइट के स्पेक्ट्रम का अध्ययन करते समय, उन्होंने दो अज्ञात गहरे लाल रेखाओं की खोज की। यह सबसे मजबूत वर्णक्रमीय रेखाओं की विशेषता छाया के लिए धन्यवाद है, जिसके द्वारा पहले अज्ञात तत्व के अस्तित्व को स्थापित करना संभव था, जिसे इसका नाम मिला: रुबिडस शब्द का लैटिन से "क्रिमसन, गहरा लाल" के रूप में अनुवाद किया गया है।
1863 में, बन्सन ने पहली बार धातु के रूबिडियम को खनिज वसंत के पानी से अलग करने के लिए बड़ी मात्रा में घोल को वाष्पित करके, पोटेशियम, सीज़ियम और रूबिडियम लवण को अलग किया, और अंत में कालिख का उपयोग करके धातु को कम किया। बाद में, एन. बेकेटोव ने एल्यूमीनियम पाउडर का उपयोग करके अपने हाइड्रॉक्साइड से रूबिडियम को पुनर्प्राप्त करने में कामयाबी हासिल की।
तत्व की शारीरिक विशेषता
रूबिडियम एक हल्की धातु है, इसमें हैघनत्व 1.53g/cm3 (शून्य तापमान पर)। एक घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ क्रिस्टल बनाता है। रूबिडियम केवल 39 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है, यानी कमरे के तापमान पर, इसकी स्थिरता पहले से ही पेस्टी के करीब है। धातु 687 डिग्री सेल्सियस पर उबलती है और इसके वाष्प हरे-नीले रंग के होते हैं।
रूबिडियम एक अनुचुम्बक है। चालकता के मामले में, यह 0 डिग्री सेल्सियस पर पारा से 8 गुना बेहतर है और चांदी से लगभग कई गुना कम है। अन्य क्षार धातुओं की तरह, रूबिडियम में बहुत कम फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव सीमा होती है। इसमें एक प्रकाश धारा को उत्तेजित करने के लिए, लंबी-तरंग दैर्ध्य (अर्थात कम-आवृत्ति और कम ऊर्जा ले जाने वाली) लाल प्रकाश किरणें पर्याप्त होती हैं। इस लिहाज से संवेदनशीलता में सीज़ियम ही इससे आगे निकल जाता है।
आइसोटोप
रूबिडियम का परमाणु भार 85.468 है। यह प्रकृति में दो समस्थानिकों के रूप में होता है जो नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होते हैं: रूबिडियम -85 सबसे बड़ा अनुपात (72.2%) बनाता है, और एक में बहुत कम राशि - 27.8% - रूबिडियम -87। उनके परमाणुओं के नाभिक में, 37 प्रोटॉन के अलावा, क्रमशः 48 और 50 न्यूट्रॉन होते हैं। लाइटर आइसोटोप स्थिर है, जबकि रूबिडियम-87 का आधा जीवन 49 अरब वर्ष है।
वर्तमान में, इस रासायनिक तत्व के कई दर्जनों रेडियोधर्मी समस्थानिक कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए हैं: अल्ट्रालाइट रूबिडियम-71 से लेकर रुबिडियम-102 तक जो न्यूट्रॉन से भरे हुए हैं। कृत्रिम समस्थानिकों का आधा जीवन कुछ महीनों से लेकर 30 नैनोसेकंड तक होता है।
मूल रासायनिक गुण
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, रासायनिक तत्वों की एक श्रृंखला में, रूबिडियम (जैसे सोडियम, पोटेशियम, लिथियम, सीज़ियम और फ्रांसियम) क्षार धातुओं से संबंधित है। उनके परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की ख़ासियत, जो रासायनिक गुणों को निर्धारित करती है, बाहरी ऊर्जा स्तर पर केवल एक इलेक्ट्रॉन की उपस्थिति है। यह इलेक्ट्रॉन आसानी से परमाणु को छोड़ देता है, और धातु आयन एक ही समय में आवर्त सारणी में इसके सामने निष्क्रिय तत्व का ऊर्जावान रूप से अनुकूल इलेक्ट्रॉनिक विन्यास प्राप्त करता है। रूबिडियम के लिए, यह क्रिप्टन विन्यास है।
इस प्रकार, रूबिडियम, अन्य क्षार धातुओं की तरह, कम करने वाले गुणों और +1 की ऑक्सीकरण अवस्था का उच्चारण करता है। बढ़ते परमाणु भार के साथ क्षारीय गुण अधिक स्पष्ट होते हैं, क्योंकि परमाणु की त्रिज्या भी बढ़ जाती है, और, तदनुसार, बाहरी इलेक्ट्रॉन और नाभिक के बीच का बंधन कमजोर हो जाता है, जिससे रासायनिक गतिविधि में वृद्धि होती है। इसलिए, रुबिडियम लिथियम, सोडियम और पोटेशियम की तुलना में अधिक सक्रिय है, और सीज़ियम, बदले में, रूबिडियम से अधिक सक्रिय है।
रूबिडियम के बारे में उपरोक्त सभी को संक्षेप में, तत्व को नीचे दिए गए उदाहरण के अनुसार पार्स किया जा सकता है।
रूबिडियम से बनने वाले यौगिक
हवा में, यह धातु, अपनी असाधारण प्रतिक्रिया के कारण, प्रज्वलन के साथ हिंसक रूप से ऑक्सीकरण करती है (लौ में बैंगनी-गुलाबी रंग होता है); प्रतिक्रिया के दौरान, सुपरऑक्साइड और रूबिडियम पेरोक्साइड बनते हैं, जो मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के गुणों का प्रदर्शन करते हैं:
- आरबी + ओ2 → आरबीओ2।
- 2आरबी + ओ2 →आरबी2ओ2.
यदि प्रतिक्रिया के लिए ऑक्सीजन की पहुंच सीमित है तो ऑक्साइड बनता है:
- 4आरबी + ओ2 → 2आरबी2ओ.
यह एक पीला पदार्थ है जो पानी, एसिड और एसिड ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है। पहले मामले में, सबसे मजबूत क्षारों में से एक बनता है - रूबिडियम हाइड्रॉक्साइड, बाकी में - लवण, उदाहरण के लिए, रूबिडियम सल्फेट आरबी2SO4, जिनमें से अधिकांश घुलनशील हैं।
और भी हिंसक रूप से, एक विस्फोट के साथ (चूंकि रूबिडियम और जारी हाइड्रोजन दोनों तुरंत प्रज्वलित होते हैं), धातु पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो रुबिडियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है, एक अत्यंत आक्रामक यौगिक:
- 2आरबी + 2एच2ओ → 2आरबीओएच +एच2।
रूबिडियम एक रासायनिक तत्व है जो कई गैर-धातुओं के साथ भी सीधे प्रतिक्रिया कर सकता है - फॉस्फोरस, हाइड्रोजन, कार्बन, सिलिकॉन और हैलोजन के साथ। रुबिडियम हैलाइड - RbF, RbCl, RbBr, RbI - पानी में और कुछ कार्बनिक सॉल्वैंट्स जैसे इथेनॉल या फॉर्मिक एसिड में आसानी से घुलनशील हैं। सल्फर के साथ धातु की परस्पर क्रिया (सल्फर पाउडर के साथ रगड़) विस्फोटक रूप से होती है और सल्फाइड के निर्माण की ओर ले जाती है।
रूबिडियम के खराब घुलनशील यौगिक भी होते हैं, जैसे परक्लोरेट RbClO4, इस रासायनिक तत्व को निर्धारित करने के लिए इनका उपयोग विश्लेषण में किया जाता है।
प्रकृति में होना
रूबिडियम दुर्लभ तत्व नहीं है। यह लगभग हर जगह पाया जाता है, इसमें शामिल हैकई खनिजों और चट्टानों की संरचना, और समुद्र में, भूमिगत और नदी के पानी में भी निहित है। पृथ्वी की पपड़ी में, रूबिडियम की सामग्री तांबे, जस्ता और निकल की सामग्री के कुल मूल्य तक पहुंच जाती है। हालांकि, कई दुर्लभ धातुओं के विपरीत, रूबिडियम एक अत्यंत सूक्ष्म तत्व है, चट्टान में इसकी एकाग्रता बहुत कम है, और यह अपने खनिजों का निर्माण नहीं करता है।
खनिजों की संरचना में रुबिडियम हर जगह पोटेशियम के साथ होता है। रूबिडियम की उच्चतम सांद्रता लेपिडोलाइट्स, खनिजों में पाई जाती है जो लिथियम और सीज़ियम के स्रोत के रूप में भी काम करते हैं। इसलिए रूबिडियम हमेशा कम मात्रा में मौजूद होता है जहाँ अन्य क्षार धातुएँ पाई जाती हैं।
रूबिडियम के उपयोग के बारे में थोड़ा सा
रसायन का संक्षिप्त विवरण। रूबिडियम तत्व को उन क्षेत्रों के बारे में कुछ शब्दों के साथ पूरक किया जा सकता है जिनमें इस धातु और इसके यौगिकों का उपयोग किया जाता है।
रूबिडियम का उपयोग फोटोकल्स के उत्पादन में किया जाता है, लेजर तकनीक में, रॉकेट प्रौद्योगिकी के लिए कुछ विशेष मिश्र धातुओं का हिस्सा है। रासायनिक उद्योग में, रूबिडियम लवण का उपयोग उनकी उच्च उत्प्रेरक गतिविधि के कारण किया जाता है। कृत्रिम समस्थानिकों में से एक, रूबिडियम-86, का उपयोग गामा-किरण दोष का पता लगाने में और इसके अलावा, दवा उद्योग में दवाओं की नसबंदी के लिए किया जाता है।
एक अन्य समस्थानिक, रूबिडियम-87, का उपयोग भू-कालक्रम में किया जाता है, जहां इसका उपयोग अपने बहुत लंबे आधे जीवन (रूबिडियम-स्ट्रोंटियम विधि) के कारण सबसे पुरानी चट्टानों की आयु निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
अगर कई दशकजबकि एक बार यह माना जाता था कि रूबिडियम एक रासायनिक तत्व है जिसका दायरा बढ़ने की संभावना नहीं है, अब इस धातु के लिए नई संभावनाएं उभर रही हैं, उदाहरण के लिए, कटैलिसीस में, उच्च तापमान टरबाइन इकाइयों में, विशेष प्रकाशिकी में और अन्य क्षेत्रों में। इसलिए रूबिडियम आधुनिक तकनीकों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और निभाता रहेगा।
