銣(Rubidium)

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銣(Rubidium)
臺北市立第一女子高級中學二年級洪子晴

銣為1861年德國科學家羅伯特‧威廉‧本生(Robert Wilhelm Bunsen)以及古斯塔夫‧羅伯特‧基爾霍夫(Gustav Robert Kirchhoff)利用分光鏡進行光譜分析實驗時所發現之元素。本生在銣的光譜中看見極明顯的兩道紅光,故以此現象將其命名為rubidium,這個字源自拉丁文rubidus,意思是深紅色。

銣的化學符號是Rb,原子序數是37,分子量為85.46,熔點為38.89℃,沸點則為688℃。銣屬於鹼金屬的一種,外表為銀白色蠟狀固體,通常以化合物的形態存在於鋰雲母、銫榴石和光鹵石等礦物中。而在鋰雲母提取鋰後所剩的鹼金屬碳酸鹽混合物中亦能得到少量銣。

銣的活性非常強,在空氣中極易氧化,而已知的銣氧化物有四種:黄色的一氧化二銣 Rb2O,暗褐色的過氧化銣 Rb2O2,黑色的三氧化二銣 Rb2O和暗橙色的超氧化銣 RbO2。在室溫下甚至可能產生自燃現象並爆炸,故必須保持在密封的石蠟油或真空玻璃管中。另外銣與氮以外的所有非金屬元素都能產生化學反應,亦是極強的還原劑。銣遇水會發生爆炸並使水溶液變為鹼性,而銣的水溶液為第二強之路易士鹼,僅次於銫。

銣的同位素總共有45個,為銣-71至銣-102,其中只有1個同位素是穩定存在於自然界中的,那就是帶有放射性的銣-87。

因為銣多以化合物的形態存在,故提取銣化合物的過程也相當重要。我們多使用方法如複鹽沉澱法、溶劑萃取法、離子交換法等來取出銣的化合物。取得化合物後我們可以利用金屬熱還原法將銣化合物轉變為金屬銣,例如以鈣還原氯化銣、以鎂或碳化鈣還原碳酸銣等方法,即可制得銣元素。

銣的應用十分多樣化,不僅是制造電子器材的重要原料,還可用來進行放射性定年法,測量礦物年齡,更可用以製作銣原子鐘。然而目前最被看好未來發展應該還是利用銣進行發電。因為銣原子的最外層電子很不穩定,很容易被激發放射出能量,科學家們因此設計出了磁流體發電和熱電發電兩種全新的發電方式。這兩種發電方式,若在未來能夠成功,便可以大幅提高能量的產率。

 

參考資料:
1. 維基百科,銣 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%93%B7
2. 中文百科在線,http://www.zwbk.org/zh-tw/Lemma_Show/162067.aspx

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