Физические и химические свойства
Статьи / Стронций и рубидий. Сравнительный анализ свойств / Физические и химические свойства
Страница 1

Компактный рубидий – серебристо-белый металл, имеющий на свежем срезе металлический блеск. В вакууме и атмосфере инертного газа сохраняет блестящую поверхность и по внешнему виду не отличается от других металлов. Стронций также серебристо-белый металл. Это сравнительно мягкие металлы, оба металла легко режутся ножом. Их важнейшие константы сопоставлены ниже.

Таблица 1. Сравнительная характеристика некоторых свойств элементов рубидий и стронций

Rb

Sr

Строение внешнего

электронного слоя атома

5s1

5s2

Радиус атома, нм

0,248

0,215

Энергия ионизации

Э → Э+ , эВ

4,18

5,69

Плотность, г/см3 (20 ºС)

1,532

2,63

Температура плавления, ºС

39

770

Температура кипения, ºС

696

1380

Оба элемента находятся в V периоде Периодической таблицы Д. И. Менделеева, в главной подгруппе. Стронций находится правее рубидия в периоде и заряд ядра стронция больше, чем у рубидия.

Атомная масса рубидия средняя между атомными массами меди и серебра, но его свойства резко отличны от свойств металлов-«соседей». Прежде всего, он легок и плохо проводит электрический ток. Стронций по химическим свойствам сходен с кальцием и барием, занимая промежуточное положение между ними.

Рубидий обладает высокой реакционной способностью. С кислородом соединяется с мгновенным воспламенением (поэтому рубидий хранят в вакууме). Взаимодействие начинается при весьма низком давлении и главными продуктами реакции являются перекись Rb2O2 и надперекись RbO2:

Rb + O2 = RbO2 ,

2Rb + O2 = Rb2O2

Известно промежуточное кислородное соединение Rb2O3 или Rb4(O2)3, которое можно рассматривать как двойное типа Rb2O2∙2RbO2. Металлический стронций быстро окисляется на воздухе, образуя на поверхности пленку, содержащую окись SrO и перекись SrO2 (а также нитрид Sr3N2). При нагревании на воздухе стронций воспламеняется, а в порошкообразном состоянии стронций самовозгорается на воздухе и без нагревания.

Оба элемента, и рубидий и стронций, реагируют с водой. Рубидий с водой реагирует чрезвычайно бурно (обычно со взрывом) с образованием гидроокиси рубидия и выделением H2, который мгновенно воспламеняется.

2Rb + 2H2O = 2RbOH + H2

Стронций также энергично разлагает воду с выделением водорода и образованием гидроокиси. Металлический стронций взаимодействует и c кислотами, выделяя из них водород (реакция не идет в тех случаях, когда образуются малорастворимые соли):

Sr + 2H3O+ = Sr2+ + H2­ + 2H2O

Заметная скорость реакции рубидия с водой наблюдается даже ниже –100 ºС, то есть рубидий разлагает даже лед.

Являясь щелочноземельным металлом, стронций активно реагирует с неметаллами. В расплавленном состоянии стронций образует однородные расплавы (растворы) со многими металлами (Ag, Al, Ba, Ca, Cd, Mg, Sb, Sn, Zn, Pb и др.), с кальцием и барием (с последним выше 600 °С) дает непрерывный ряд твердых растворов. При повышенных температурах стронций реагирует с диоксидом углерода:

5Sr + 2CO2 = SrC2 + 4SrO

Рубидий же вступает в реакцию почти со всеми элементами – образует соединения с водородом и азотом (гидриды и нитриды), с бором и кремнием (бориды и силициды), с золотом, кадмием и ртутью (ауриды, кадмиды, меркуриды). Исключительно высокая активность рубидия проявляется и в том, что один из его изотопов – 87Rb (а на его долю приходится 27,85% природных запасов рубидия) – радиоактивен: он самопроизвольно испускает электроны (бета-лучи) и превращается в изотоп стронция с периодом полураспада в 50 – 60 млрд лет. Около 1% стронция образовалось на Земле именно этим путем, и если определить соотношение изотопов стронция и рубидия с атомной массой 87 в какой-либо горной породе, то можно с большой точностью вычислить ее возраст.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Фтор (Fluorum), F
Фтор - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, атомная масса 18,998403; при нормальных условиях (0 °C; 0,1 Мн/м2, или 1 кгс/см2) - г ...

Литий (Lithium), Li
Литий (лат. Lithium), Li, химический элемент 1 группы периодической системы Менделеева, атомный номер 3, атомная масса 6,941, относится к щелочным металлам. Природный Л. состоит из двух стабильных изо ...

Элементы d-блока периодической системы
...