Rubidium

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Rubidium
KryptonRubidiumStrontium
K
  Structure cristalline cubique à corps centré
 
37
Rb
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Rb
Cs
Tableau completTableau étendu
Informations générales
Nom, symbole, numéro Rubidium, Rb, 37
Série chimique Métal alcalin
Groupe, période, bloc 1 (IA), 5, s
Masse volumique 1,532 g·cm-3 (solide, 20 °C),
1,475 g·cm-3 (liquide, 39 °C) [1]
Dureté 0,3
Couleur blanc argenté
No CAS 7440-17-7 [2]
No EINECS 231-126-6
Propriétés atomiques
Masse atomique 85,4678 ± 0,0003 u[1]
Rayon atomique (calc) 235 pm (265 pm)
Rayon de covalence 220 ± 9 pm [3]
Rayon de van der Waals 244 pm
Configuration électronique [Kr] 5s1
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 8, 1
État(s) d’oxydation 1
Oxyde base forte
Structure cristalline Cubique centré
Propriétés physiques
État ordinaire Solide
Point de fusion 39,30 °C [1]
Point d’ébullition 688 °C [1]
Énergie de fusion 2,192 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 72,216 kJ·mol-1
Volume molaire 55,76×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 1 Pa à 160,85 °C
Vitesse du son 1 300 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 0,82
Chaleur massique 363 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 7,79×106 S·m-1
Conductivité thermique 58,2 W·m-1·K-1
Énergies d’ionisation[1]
1re : 4,177128 eV 2e : 27,2895 eV
3e : 40 eV 4e : 52,6 eV
5e : 71,0 eV 6e : 84,4 eV
7e : 99,2 eV 8e : 136 eV
9e : 150 eV 10e : 277,1 eV
Isotopes les plus stables
Iso AN Période MD Ed PD
MeV
85Rb 72,17 % stable avec 48 neutrons
87Rb 27,83 % 47×109 a β- 0,283 87Sr
Précautions
Directive 67/548/EEC[4] ,[5]
Corrosif
C
Facilement inflammable
F



SGH[5]
SGH02 : InflammableSGH05 : Corrosif
Danger
H260, H314, EUH014, P223, P231, P232, P280, P305, P338, P351, P370, P378, P422,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le rubidium est un élément chimique, de symbole Rb et de numéro atomique 37. C'est un métal alcalin, mou et argenté, dont la température de fusion n'est que de 39,3 °C. Il peut être maintenu liquide à température ambiante grâce au phénomène de surfusion, comme le césium et le gallium ; le mercure est le seul métal qui soit liquide à température ambiante.

Son nom vient du latin rubidus (rouge foncé), du fait de la couleur rouge des raies spectrales qui ont permis à Robert Wilhelm Bunsen et Gustav Kirchhoff de le détecter en 1861 dans la lépidolite. Il a été isolé l'année suivante par Bunsen.

Comme les autres métaux alcalins, il s'enflamme spontanément au contact avec l'air et réagit violemment avec l'eau.

Rubidium/Métal en ampoule de verre.


Production[modifier | modifier le code]

On le trouve sous forme de traces (Rb2O, RbCl) dans des minerais :[réf. souhaitée]

On en trouve également dans les eaux minérales (6.10-5) et l'eau de mer (2.10-5).

Isotopes[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Isotopes du rubidium.

Le rubidium possède 32 isotopes connus, de nombre de masse variant entre 71 et 102, et 12 isomères nucléaires. Seuls deux de ces isotopes sont présents dans la nature, 85Rb (72,2 %), seul isotope stable du rubidium (faisant de lui un élément monoisotopique) et le 87Rb (27,8 %) radioactif. On attribue au rubidium une masse atomique standard de 85,4678(3) u.

Composés[modifier | modifier le code]

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Quatre oxydes de rubidium sont connus : Rb2O, Rb2O2, Rb2O3 et RbO2. Les trois premiers se forment rapidement en exposant du rudibium à l'air. Le dernier oxyde, RbO2, se forme en présence d'un excès d'oxygène.

Le chlorure de rubidium (RbCl) est probablement le composé le plus utilisé du rubidium. Il est utilise en biochimie pour induire les cellules à prendre de l'ADN[Quoi ?] et en tant que biomarqueur car il remplace facilement le potassium et ne se trouve qu'en très petite quantité dans les organismes vivants. D'autres composés du rubidium communs sont l'hydroxyde de rubidium (RbOH) plus corrosif que les hydroxydes de sodium et de potassium. C'est aussi le composé de départ dans la plupart des synthèses chimiques où du rubidium intervient. Le carbonate de rubidium (RbCO3) est utilisé dans certains verres optiques comme le mélange de sulfate de cuivre et de rubidium (Rb2SO4•CuSO4•6H2O). L'iodure de rubidium et d'argent (RbAg4I5) a la conductivité à température ambiante la plus élevée de tous les cristaux ioniques connus. Cette propriété est exploitée dans des batteries en couches minces et dans d'autres applications[Lesquelles ?].

Utilisations[modifier | modifier le code]

  • Cellules photovoltaïques : il est utilisé en alliage avec le césium.
  • Verre de sécurité : l'ajout de carbonate de rubidium (Rb2CO3) ou d'oxyde de rubidium (Rb2O) permet d'obtenir du verre de sécurité par trempage.
  • Médecine :
    • Examen de la perfusion du myocarde en médecine nucléaire : du fait de sa similitude avec le potassium, l'isotope radioactif émetteur de positrons, le 82Rb, de courte demi-vie (75 secondes), est utilisé comme un indicateur d'ischémie en TEP et utilisation comme générateur de Krypton 81m dans la scintigraphie pulmonaire (Rb81).
    • Fabrication de certains médicaments nooanaleptiques.
  • Horloge atomique : transition hyperfine de 87Rb à 6,834682611 GHz[6].
    L'emploi de cette transition permet d'obtenir des horloges commerciales compactes et de bas coût, ayant une stabilité relative de fréquence de 5×10-11 (soit une erreur possible de 1 seconde sur un peu plus de 600 ans). Il existe également des horloges appelées "fontaines atomiques", fonctionnant avec du 87Rb refroidi et manipulé par laser, qui atteignent des stabilités relatives de fréquence bien meilleures, comprises entre 10-13 et 10-14[7].
  • Capteur de gaz pour tube cathodique et tube électronique : on l'utilise comme getter (capteur de gaz) pour parfaire le vide.
  • Il est quelquefois utilisé pour obtenir la couleur violette dans les feux d'artifice.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d et e (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, « Covalent radii revisited », Dalton Transactions,‎ 2008, p. 2832 - 2838 (DOI 10.1039/b801115j)
  4. Entrée de « Rubidium » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais) (JavaScript nécessaire)
  5. a et b SIGMA-ALDRICH
  6. [1]
  7. Observatoire de Paris.

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