ルビジウム

クリプトン -ルビジウム - ストロンチウム K Rb Cs 250px 周期表
一般特性
名称, 記号, 番号	ルビジウム, Rb, 37
分類	アルカリ金属
族, 周期, ブロック	1(IA), 5 , s
密度, 硬度	1532 kg/m3, 0.3
色	銀白色 ルビジウム
原子特性
原子量	85.4678 u
原子半径	235 (265) pm
共有結合半径	211 pm
VDW半径	244 pm
電子配置	[Kr]5s1
電子殻	2, 8, 18, 8, 1
酸化数（酸化物）	1 （強塩基性）
結晶構造	面心立方構造
物理特性
相	固体（常磁性）
融点	312.46 K (39.31 ℃)
沸点	961 K (688 ℃)
モル体積	55.76 ×10-6 m3/mol
気化熱	72.216 kJ/mol
融解熱	2.192 kJ/mol
蒸気圧 (312.6 K)	1.56 × 10-4 Pa
音の伝わる速さ	1300 m/s (293.15) K
その他
クラーク数	0.03 %
電気陰性度	0.82（ポーリング）
比熱容量	363 J/(kg·K)
導電率	7.79 ×106/m·Ω
熱伝導率	58.2 W/(m·K)
第1イオン化エネルギー	403.0 kJ/mol
第2イオン化エネルギー	2633 kJ/mol
第3イオン化エネルギー	3860 kJ/mol
第4イオン化エネルギー	5080 kJ/mol
第5イオン化エネルギー	6850 kJ/mol
第6イオン化エネルギー	8140 kJ/mol
第7イオン化エネルギー	9570 kJ/mol
第8イオン化エネルギー	13120 kJ/mol
第9イオン化エネルギー	14500 kJ/mol
第10イオン化エネルギー	26740 kJ/mol
（比較的）安定同位体
同位体 NA 半減期 DM DE MeV DP 85Rb 72.168% 中性子48個で安定 87Rb 27.835% 4.7 × 1010 年 β- 0.283 87Sr
注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下

ルビジウム (rubidium) は、原子番号 37 の元素。元素記号は Rb。アルカリ金属の一つで、典型元素である。

性質

銀白色の極めて軟らかい金属で、比重は、1.53、融点は38.5℃。常温、常圧で安定な結晶構造は、体心立方構造 (BCC)。化合物中の原子価は、+1で、ルビジウムの気体（沸点は、700℃）は、青色である。 ナトリウム、カリウムより反応性は強く、空気中で酸化され過酸化物 Rb₂O₂ および超酸化物 RbO₂ を生成する。ハロゲン元素と激しく反応し、水とは爆発的に反応するため、消防法により危険物指定されている物質である。

2 Rb + 2 H₂O → 2 RbOH + H₂

水銀には発熱的に溶解してアマルガムを形成する。

用途

ルビジウム87（同位体）は、半減期488億年の放射性同位体であり、ベータ崩壊してストロンチウム87となる。これを使って、年代測定が可能である（ルビジウム-ストロンチウム法）。炭酸ルビジウム (Rb₂CO₃) を原料に混ぜたガラスは丈夫で電気絶縁性に優れているため、ブラウン管用ガラスとして用いられる。

光で励起したルビジウムは原子時計に用いられている。セシウム原子時計に比べ正確さは劣るが、小型で低価格であるため、ルビジウム原子時計は広く利用されている。

通常、ルビジウムは土壌中において非常に低濃度である反面、植物によって吸収されやすく、カリウムに似た挙動を示す。このため、トレーサとして既知濃度のルビジウム水溶液を土壌に注入、一定期間後に植物体を収獲しルビジウム濃度を測定することで、その時点における根の活性を推定できる（ルビジウムトレーサ法）。また、農作物害虫の生態調査における標識として用いられた事例もある。

歴史

1861年にローベルト・ブンゼンとグスターブ・キルヒホッフによって発見された。炎色反応で赤色を示すことから、ラテン語で赤を表わすrubidusが語源となった。

1995年、E. A. コーネル (Eric A. Cornell) とC. E. ワイマン (Carl E. Wieman) はルビジウム原子のボース＝アインシュタイン凝縮に成功した。この功績により、彼らは2001年度のノーベル物理学賞を受賞した（W. ケターレ (Wolfgang Ketterle) と共同受賞）。

分析法

ルビジウムの分析はフレーム原子吸光法またはフレーム発光法が最も簡便である。ルビジウムは低いイオン化エネルギーのため、フレーム中でのイオン化が激しく、定量値が低くなる（負の誤差）。このため、試料液にイオン化抑制剤として高濃度のカリウムやセシウム等を加え、比較的低温度の空気-プロパン炎で分析するのが望ましいが、前述のトレーサ法で得られた植物試料など比較的高濃度（最終濃度0.5mg/L以上）のルビジウムを含む試料では、一般的に用いられる空気-アセチレン炎でも十分な精度・感度で分析できる。

植物体中のルビジウム分析法の例を示す。 植物体中のルビジウムは希酸で大部分が抽出されるため、高濃度試料では塩酸抽出でも十分であるが、微量かつ全量分析の場合は強酸分解が望ましい。なお、イオン化抑制剤としてセシウムを用いた場合は、同時にカリウムの分析も可能である。

1. 植物体の乾燥粉砕試料を採る。
2. 希塩酸を加え 振とう抽出する。
3. 乾燥ろ紙でろ過、ろ液を適宜希釈する。
4. 希釈液に規定量のセシウムを加える。
5. 原子吸光で780nmの吸光度を測定する。または炎光光度計で780nmの発光強度を測定する。

化合物

• 塩化ルビジウム (RbCl)
• 臭化ルビジウム (RbBr)
• 水酸化ルビジウム (RbOH)

同位体

詳細は ルビジウムの同位体 を参照

外部リンク

• ルビジウムと水の爆発反応（動画）
• Rubidium - Encyclopedia of Earth