Содержание Содержание 2 Введение 3 Физические и химические свойства 4 Кислотно-основные свойства 7 Окислительно-восстановительные свойства 9 Особенность каждого элемента и их получение 10 Рубидий 10 Стронций 13 Промышленное применение 17 Рубидий 17 Стронций 19 Вывод 22 Использованная литература 23 Введение Рубидий и стронций стоят рядом в Периодической таблице Д. И. Менделеева, а значит, имеют сходные свойства.
Однако, один является щелочным металлом, а другой щелочноземельным. И своим внешним видом – блестящей серебристо-белой поверхностью рубидий напоминает большинство других металлов. А стронций по внешнему виду и некоторым внешним признакам схож с рубидием. Однако при более близком знакомстве выявляется ряд присущих им необычайных, подчас уникальных особенностей, отличающих из друг от друга, как и от других элементов.
Цель: дать сравнительную характеристику элементов рубидий и стронций. Задачи: 1. Сравнить физические и химические свойства элементов; 2. Выявить особенности каждого элемента. Физические и химические свойства 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 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.
Оба элемента растворимы в жидком азоте.
Оксид рубидия RbO2 образуется при окислении рубидия в специальных усло... SrO + H2O → Sr(OH)2 + Q Гидроокись рубидия RbOH (2Rb + 2H2O ... Гидроксид стронция Sr(OH)2 считают умеренно сильным основанием. = Sr(OH)2 + 2KCl При обработке кристаллического гидроксида стронция пе... Большинство солей стронция мало растворимы; среди них сульфат, фторид,...
Поскольку рубидий имеет на внешнем электронном слое атома один валентн... Выше 300 ºС рубидий разрушает стекло, восстанавливая кремний ... Рубидий и стронций являются s-элементами, а, следовательно, как и все ... Рубидий восстанавливает оксиды до простых веществ. Способны отдавать валентные электроны.
Изучая с помощью спектроскопа различные минералы, Бунзен и Кирхгофф за... Однако с азотом он в обычных условиях не взаимодействует. Нитрид рубидия Rb3N образуется при пропускании в жидком азоте электрич... Металлический рубидий получают восстановлением соединений рубидия (в о... Атомный номер 38, относительная атомная масса 87,62.
Катализатором служила железная стружка, пропитанная гидроокисью калия. Исходными продуктами служили: в первом случае – водяной газ, во втором... Так, например, металлический рубидий облегчает процесс получения цикло... Стронций входит в состав некоторых сплавов с сильно пирофорными свойст... Все положительные качества свинцовых глазурей свойственны и им.
Использованная литература 1.Краткая химическая энциклопедия. – М.: Государственное научное издательство «Советская энциклопедия»,1963 – Часть 4. 2.Некрасов Б. В. Учебник общей химии. – 4-е изд перераб. – М.: Химия, 1981. – 560 с. 3.Энциклопедия «Кругосвет». www.krugosvet.ru 4.Глинка Н. Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. – Л.: Химия, 1983. – 704 с. 5.Популярная библиотека химических элементов. www.n-t.org.