Rubidium

Rubidium
Krypton ← Rubidium → Strontium K     37 Rb                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Rb ↓ Cs Tableau complet • Tableau 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]
C F Symboles : C : Corrosif F : Facilement inflammable Phrases R : R34 : Provoque des brûlures. R14/15 : Réagit violemment au contact de l’eau en dégageant des gaz extrêmement inflammables. Phrases S : S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S43 : En cas d’incendie, utiliser … (moyens d’extinction à préciser par le fabricant. Si l’eau augmente les risques, ajouter : « Ne jamais utiliser d’eau »). S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). S36/37/39 : Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage. Phrases R : 14/15, 34, Phrases S : 26, 36/37/39, 43, 45,
SGH[5]
DangerH260, H314, EUH014, P223, P231, P232, P280, P305, P338, P351, P370, P378, P422, H260 : Dégage, au contact de l'eau, des gaz inflammables qui peuvent s'enflammer spontanément H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires EUH014 : Réagit violemment au contact de l'eau P223 : Éviter tout contact avec l’eau, à cause du risque de réaction violente et d’inflammation spontanée. P231 : Manipuler sous gaz inerte. P232 : Protéger de l’humidité. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P305 : EN CAS DE CONTACT AVEC LES YEUX : P338 : Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P351 : Rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. P370 : En cas d’incendie : P378 : Utiliser … pour l’extinction. P422 : Stocker le contenu sous …
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.
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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

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

• la carnallite : KMgCl₃.6H₂O
• un sulfate multiple : KAlSi₂Al₂S₄O₁₀
• la triphyline : LiFe⁺²PO₄

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

Isotopes

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

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

• Cellules photovoltaïques : il est utilisé en alliage avec le césium.
• Verre de sécurité trempé : l'ajout de carbonate de rubidium (Rb₂CO₃) ou d'oxyde de rubidium (Rb₂O) permet d'obtenir du verre de sécurité par trempe.
• 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^[7]). 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[8].
• 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

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