Rubidio para niños
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| Tabla completa • Tabla ampliada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Información general | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | Rubidio, Rb, 37 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie química | Metales alcalinos | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | 1, 5, s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atómica | 85,4678 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [Kr] 5s1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Mohs | 0,3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrones por nivel | 2, 8, 18, 8, 1 (imagen) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Apariencia | Plateado blanquecino | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades atómicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio medio | 235 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 0,82 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico (calc) | 265 pm (radio de Bohr) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 211 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio de van der Waals | 303 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado(s) de oxidación | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Óxido | Base fuerte | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.ª energía de ionización | 403,0 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.ª energía de ionización | 2633 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.ª energía de ionización | 3860 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4.ª energía de ionización | 5080 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5.ª energía de ionización | 6850 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6.ª energía de ionización | 8140 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7.ª energía de ionización | 9570 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8.ª energía de ionización | 13120 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9.ª energía de ionización | 14500 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10.ª energía de ionización | 26740 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líneas espectrales |
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| Propiedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado ordinario | Sólido | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad | 1532 kg/m3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusión | 312,46 K (39 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 961 K (688 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporización | 72,216 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusión | 2,192 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Presión de vapor | 1,56·10-4 Pa a 312,6 K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Varios | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | Cúbica centrada en el cuerpo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 363 J/(kg·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad eléctrica | 7,79·106 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 58,2 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido | 1300 m/s a 293,15 K (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos más estables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Isótopos del rubidio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El rubidio es un elemento químico que se encuentra en la Tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Rb y su número atómico es 37. Es un metal muy blando y de color blanco plateado, parte del grupo de los metales alcalinos.
El rubidio metálico se parece mucho al potasio y al cesio en su aspecto, suavidad y capacidad para conducir la electricidad. No se puede guardar en contacto con el oxígeno del aire, porque reacciona muy rápido y con mucho calor, ¡incluso puede incendiarse!
Es el primer metal alcalino de su grupo que es más denso que el agua, lo que significa que se hunde en ella, a diferencia de otros metales alcalinos que flotan. El rubidio natural en la Tierra tiene dos tipos principales: el 72,2% es un tipo estable llamado 85Rb, y el 27,8% es un tipo ligeramente radiactivo llamado 87Rb. Este último tiene una vida media de 48.800 millones de años, ¡más de tres veces la edad estimada del universo!
Los químicos alemanes Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff descubrieron el rubidio en 1861. Usaron una técnica nueva en ese momento llamada espectroscopia de llama. El nombre "rubidio" viene de la palabra en latín rubidus, que significa "rojo intenso". Este color es el que se ve en su espectro de emisión. Los compuestos de rubidio se usan en varias cosas químicas y electrónicas. El rubidio metálico se convierte fácilmente en vapor y absorbe la luz de una manera útil, por eso se usa a menudo para manipular láseres de átomos. Aunque no es un nutriente esencial para los seres vivos, los iones de rubidio son parecidos a los de potasio y las células animales los absorben de forma similar.
Contenido
¿Cómo es el Rubidio?
El rubidio es un metal alcalino muy blando y brillante, de color blanco plateado. Se opaca rápidamente al contacto con el aire porque es muy reactivo. Al igual que otros elementos del Grupo 1 de la tabla periódica, puede incendiarse solo en el aire, produciendo una llama de color violeta amarillento. También reacciona con mucha fuerza con el agua, liberando hidrógeno y formando una aleación especial con el mercurio llamada amalgama.
Este metal es tan suave que se puede cortar fácilmente. Se derrite a una temperatura baja, de unos 39,3 °C. Además de reaccionar con el agua, también se ha visto que el rubidio se enciende solo en el aire. Puede formar aleaciones con oro, otros metales alcalinos y alcalinotérreos, antimonio y bismuto. Sin embargo, no forma aleaciones con el litio, a pesar de que ambos están en el mismo grupo.
El rubidio siempre tiene un estado de oxidación de +1. Reacciona con el dióxido de carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el azufre y los halógenos. Es el decimosexto metal más abundante en la corteza terrestre.
Compuestos de Rubidio
El cloruro de rubidio (RbCl) es uno de los compuestos de rubidio más usados. Se utiliza para ayudar a las células vivas a absorber ADN. También sirve como una "marca" biológica, ya que en la naturaleza se encuentra en muy pequeñas cantidades en los seres vivos y puede reemplazar al potasio.
Otros compuestos comunes son:
- El hidróxido de rubidio (RbOH), que es corrosivo y se usa para iniciar muchos procesos químicos con rubidio.
- El carbonato de rubidio (Rb2CO3), que se usa en algunos tipos de vidrio para lentes.
- El sulfato de cobre de rubidio, Rb2SO4·CuSO4·6H2O.
- El yoduro de plata y rubidio (RbAg4I5), que es el cristal iónico con mayor conductividad eléctrica a temperatura ambiente. Esta propiedad lo hace útil en baterías delgadas y otras aplicaciones.
¿Dónde se encuentra el Rubidio?
El rubidio es el vigésimo tercer elemento más común en la corteza terrestre. Es tan abundante como el zinc y más común que el cobre. Se encuentra de forma natural en minerales como la leucita, la polucita, la carnalita y la zinnwaldita, que pueden contener hasta un 1% de óxido de rubidio. La lepidolita es la principal fuente comercial de rubidio, con un contenido de entre 0,3% y 3,5%. Algunos minerales de potasio y cloruros de potasio también tienen rubidio en cantidades que vale la pena extraer.
El agua de mar contiene un promedio de 125 microgramos de rubidio por litro. Esto es mucho menos que el potasio (408 miligramos por litro) y un poco más que el cesio (0,3 microgramos por litro). El rubidio es el decimoctavo elemento más abundante en el agua de mar.
Debido a su tamaño, el rubidio es un "elemento incompatible". Esto significa que, durante la formación de rocas volcánicas (cristalización del magma), el rubidio se queda en la parte líquida y cristaliza al final, junto con el cesio. Por eso, los mayores depósitos de rubidio y cesio se encuentran en rocas especiales llamadas pegmatitas.
Dos lugares importantes donde se encuentra rubidio son los grandes depósitos de polucita en el lago Bernic, Manitoba, Canadá, y la rubiclina (un tipo de polucita con rubidio) encontrada en la isla italiana de Elba. Ambos lugares también son fuentes de cesio.
Usos del Rubidio
El rubidio se puede ionizar (convertir en iones) fácilmente. Por eso, se ha investigado para usarlo en motores iónicos de naves espaciales, aunque el xenón y el cesio han resultado ser más eficientes. Se usa principalmente para fabricar cristales especiales para sistemas de fibra óptica (telecomunicaciones) y equipos de visión nocturna.
Otros usos importantes incluyen:
- Recubrimientos que emiten luz (fotoemisores) de telurio-rubidio en células fotoeléctricas y detectores electrónicos.
- Como "getter" (una sustancia que absorbe los últimos restos de gas, especialmente oxígeno) en tubos de vacío para que funcionen correctamente.
- En fotorresistencias (o LDR), que son resistencias eléctricas cuya resistencia cambia con la luz que reciben.
- En medicina, para la tomografía por emisión de positrones (un tipo de escaneo médico), para ayudar en el tratamiento de la epilepsia y para separar ácido nucleicos y virus con una máquina especial.
- Como fluido en turbinas de vapor.
- El RbAg4I5 se podría usar para fabricar baterías muy delgadas, entre otras aplicaciones eléctricas.
- Se está estudiando la posibilidad de usarlo en generadores de energía que usan magnetohidrodinámica. Aquí, los iones de rubidio generados a alta temperatura se moverían a través de un campo magnético para producir electricidad.
- Sirve para dar el color púrpura a los fuegos artificiales.
En muchas de estas aplicaciones, el cesio o sus compuestos pueden usarse en lugar del rubidio, ya que son químicamente muy similares.
Historia del Rubidio
El rubidio fue descubierto en 1861 por Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff. Lo encontraron en un mineral llamado lepidolita usando un espectroscopio. Detectaron dos líneas rojas muy características en el espectro de luz que emitía este elemento, y por eso lo llamaron "rubidio", que viene del latín rubidus, que significa "rojo oscuro".
Este elemento tiene pocas aplicaciones industriales. En 1920, comenzó a usarse en células fotoeléctricas. Se ha utilizado principalmente en investigación y desarrollo, sobre todo en áreas químicas y electrónicas.
¿Qué tan abundante es y cómo se obtiene?
Aunque el rubidio es más abundante en la corteza terrestre que el cesio, sus usos limitados y la falta de un mineral muy rico en rubidio hacen que la producción de compuestos de rubidio sea de solo 2 a 4 toneladas al año.
El rubidio es bastante común en la corteza terrestre, representando alrededor de 78 ppm de su peso. Es el elemento número 23 más abundante y el 16º metal más abundante. Esto significa que es más común que metales como el cobre, el plomo y el zinc, de los cuales se extraen miles de toneladas cada año, a diferencia de las pocas toneladas de rubidio. También es 30 veces más abundante que el cesio y 4 veces más que el litio. La razón por la que no se extrae tanto es que no hay minerales donde el rubidio sea el elemento principal. Además, su tamaño es muy similar al del potasio (que es 2000 veces más abundante), por lo que el rubidio aparece como una pequeña impureza en los minerales de potasio.
Se encuentra en varios minerales como la leucita, la polucita y la zinnwaldita. La lepidolita es la principal fuente de donde se obtiene el metal. También se puede extraer de depósitos de polucita, como los del lago Bernic en Manitoba (Canadá).
El metal rubidio se puede obtener de varias maneras. Una forma es reduciendo el cloruro de rubidio con calcio en un ambiente sin aire. Otra es calentando su hidróxido con magnesio en una corriente de hidrógeno. Pequeñas cantidades se pueden obtener calentando sus compuestos con cloro mezclados con óxido de bario en vacío. El rubidio que se vende suele tener una pureza de entre 99% y 99,8%.
Tipos de Rubidio (Isótopos)
Se conocen 24 tipos diferentes de rubidio, llamados isótopos. En la naturaleza, solo existen dos: el Rb-85 y el Rb-87, que es ligeramente radiactivo. Por eso, las mezclas normales de rubidio son un poco radiactivas.
El isótopo Rb-87 tiene una vida media muy larga, de 48,8 billones de años. Se ha usado mucho para calcular la edad de las rocas, una técnica llamada datación radiométrica. El Rb-87 se transforma en Sr-87 (que es estable) liberando una partícula beta negativa. Cuando el magma se enfría y forma rocas, el estroncio tiende a quedarse en un mineral llamado plagioclasa, mientras que el rubidio se queda en la parte líquida. Esto hace que la proporción de rubidio a estroncio en el magma aumente con el tiempo. Si se sabe cuánto estroncio había al principio, se puede medir la cantidad de rubidio y estroncio actuales para determinar la edad de la roca.
La frecuencia de resonancia del átomo de Rb-87 se usa como referencia en aparatos muy precisos, como los relojes atómicos. También se utiliza en transmisores de radio y televisión, para sincronizar redes de telecomunicación y en la navegación y comunicación por satélite.
El isótopo Rb-82 se usa en medicina para obtener imágenes del corazón mediante tomografía por emisión de positrones. Como tiene una vida media muy corta (solo 1,273 minutos), se produce justo antes de usarlo a partir de otro elemento, el estroncio-82.
Precauciones con el Rubidio
El rubidio reacciona muy fuerte con el agua, y esta reacción puede hacer que el hidrógeno que se libera se encienda:
- 2 Rb + 2 H2O → 2 RbOH + H2
Para mantener el metal puro y seguro, se guarda bajo aceite mineral seco, en un ambiente sin aire (vacío) o en una atmósfera de gas inerte (que no reacciona).
Véase también
En inglés: Rubidium Facts for Kids
