రుబీడియం

From LTRC

రుబీడియం (Rubidium) అనేది ఒక రసాయన మూలకం; దీని రసాయన సంకేతం Rb మరియు పరమాణు సంఖ్య 37. ఇది క్షార లోహాల సమూహానికి చెందిన చాలా మెత్తని, తెల్లటి-బూడిద రంగులో ఉండే ఘనపదార్థం, ఇది పొటాషియం మరియు సీసియంలను పోలి ఉంటుంది. రుబీడియం అనేది ఈ సమూహంలో నీటి కంటే ఎక్కువ సాంద్రత కలిగిన మొదటి క్షార లోహం. భూమిపై, సహజ సిద్ధమైన రుబీడియం రెండు ఐసోటోపులను కలిగి ఉంటుంది: 72% స్థిరమైన ఐసోటోపు 85Rb, మరియు 28% స్వల్పంగా రేడియోధార్మికత కలిగిన 87Rb, దీని అర్థ జీవితకాలం (half-life) 48.8 బిలియన్ సంవత్సరాలు – ఇది అంచనా వేయబడిన విశ్వం వయస్సు కంటే మూడు రెట్లు ఎక్కువ.

జర్మన్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు రాబర్ట్ బున్సెన్ మరియు గుస్తావ్ కిర్చాఫ్ 1861లో అప్పట్లో కొత్తగా అభివృద్ధి చేసిన జ్వాల వర్ణపట శాస్త్రం (flame spectroscopy) పద్ధతి ద్వారా రుబీడియంను కనుగొన్నారు. దీని పేరు లాటిన్ పదం rubidus నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం ముదురు ఎరుపు, ఇది దాని ఉద్గార వర్ణపటం యొక్క రంగు. రుబీడియం సమ్మేళనాలు వివిధ రసాయన మరియు ఎలక్ట్రానిక్ అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నాయి. రుబీడియం లోహం సులభంగా ఆవిరి అవుతుంది మరియు అనుకూలమైన వర్ణపట శోషణ పరిధిని కలిగి ఉంటుంది, ఇది పరమాణువుల లేజర్ మానిప్యులేషన్‌కు తరచుగా లక్ష్యంగా మారుతుంది.[1] రుబీడియం ఏ జీవులకు తెలిసిన పోషకం కాదు. అయినప్పటికీ, రుబీడియం అయాన్లు పొటాషియం అయాన్ల మాదిరిగానే లక్షణాలను మరియు అదే ఆవేశాన్ని కలిగి ఉంటాయి, మరియు జంతు కణాలు వీటిని పొటాషియం వలె అదే విధంగా గ్రహించి ఉపయోగిస్తాయి.

లక్షణాలు

భౌతిక ధర్మాలు

రుబీడియం చాలా మెత్తని, తన్యత (ductile) కలిగిన, వెండి-తెలుపు రంగు లోహం.[2] దీని ద్రవీభవన స్థానం 39.3 °C మరియు బాష్పీభవన స్థానం 688 °C.[3] ఇది పాదరసంతో అమాల్గమ్లను మరియు బంగారం, ఇనుము, సీసియం, సోడియం, మరియు పొటాషియంలతో మిశ్రమ లోహాలను ఏర్పరుస్తుంది, కానీ లిథియంతో ఏర్పరచదు (రుబీడియం మరియు లిథియం ఒకే ఆవర్తన సమూహంలో ఉన్నప్పటికీ).[4] రుబీడియం మరియు పొటాషియం జ్వాల పరీక్షలో చాలా సారూప్యమైన ఊదా రంగును చూపుతాయి, మరియు ఈ రెండు మూలకాలను వేరు చేయడానికి వర్ణపట శాస్త్రం వంటి మరింత అధునాతన విశ్లేషణ అవసరం.[5]

రసాయన ధర్మాలు

స్థిరమైన క్షార లోహాలలో రుబీడియం రెండవ అత్యంత ఎలక్ట్రోపాజిటివ్ మూలకం మరియు ఇది కేవలం 403 kJ/mol యొక్క చాలా తక్కువ మొదటి అయనీకరణ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది.[3] దీని ఎలక్ట్రాన్ కాన్ఫిగరేషన్ [Kr]5s1 మరియు ఇది కాంతికి సున్నితంగా ఉంటుంది.[6] దీని బలమైన ఎలక్ట్రోపాజిటివ్ స్వభావం కారణంగా, రుబీడియం నీటితో పేలుడు సంభవించేలా చర్య జరుపుతుంది[7] మరియు రుబీడియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.[6] అన్ని క్షార లోహాల మాదిరిగానే, ఈ చర్య సాధారణంగా లోహాన్ని లేదా చర్య ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన హైడ్రోజన్ వాయువును మండించేంత శక్తివంతంగా ఉంటుంది, ఇది పేలుడుకు దారితీయవచ్చు.[8] రుబీడియం, పొటాషియం కంటే సాంద్రత కలిగి ఉండటం వల్ల, నీటిలో మునిగిపోయి హింసాత్మకంగా చర్య జరుపుతుంది; సీసియం నీటితో తాకగానే పేలుతుంది.[9] అయితే, అన్ని క్షార లోహాల చర్య రేట్లు నీటితో సంబంధం ఉన్న లోహం యొక్క ఉపరితల వైశాల్యంపై ఆధారపడి ఉంటాయి, చిన్న లోహపు బిందువులు పేలుడు రేట్లను ఇస్తాయి.[10] రుబీడియం గాలిలో కూడా స్వయంగా మండుతుందని నివేదించబడింది.[2]

సమ్మేళనాలు

Rubidium compounds

రుబీడియం క్లోరైడ్ (RbCl) బహుశా అత్యధికంగా ఉపయోగించే రుబీడియం సమ్మేళనం: అనేక ఇతర క్లోరైడ్లలో, ఇది జీవ కణాలను DNAని గ్రహించేలా చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది; ఇది బయోమార్కర్గా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ఎందుకంటే ప్రకృతిలో, ఇది జీవులలో తక్కువ పరిమాణంలో మాత్రమే కనిపిస్తుంది మరియు ఉన్నప్పుడు, పొటాషియం స్థానాన్ని భర్తీ చేస్తుంది. ఇతర సాధారణ రుబీడియం సమ్మేళనాలు తినివేయు స్వభావం గల రుబీడియం హైడ్రాక్సైడ్ (RbOH), ఇది చాలా రుబీడియం-ఆధారిత రసాయన ప్రక్రియలకు ప్రారంభ పదార్థం; రుబీడియం కార్బోనేట్ (Rb2CO3), కొన్ని ఆప్టికల్ గ్లాసులలో ఉపయోగించబడుతుంది, మరియు రుబీడియం కాపర్ సల్ఫేట్, Rb2SO4*CuSO4*6H2O. రుబీడియం సిల్వర్ అయోడైడ్ (RbAg4I5) తెలిసిన ఏ అయానిక్ స్పటికం కంటే అత్యధిక గది ఉష్ణోగ్రత విద్యుత్ వాహకతను కలిగి ఉంటుంది, ఈ లక్షణం థిన్ ఫిల్మ్ బ్యాటరీలు మరియు ఇతర అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది.[11][12]

రుబీడియం గాలికి గురైనప్పుడు రుబీడియం మోనాక్సైడ్ (Rb2O), Rb6O, మరియు Rb9O2 వంటి అనేక ఆక్సైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది; రుబీడియం అదనపు ఆక్సిజన్‌లో సూపరాక్సైడ్ RbO2ని ఇస్తుంది. రుబీడియం హాలోజన్లతో లవణాలను ఏర్పరుస్తుంది, రుబీడియం ఫ్లోరైడ్, రుబీడియం క్లోరైడ్, రుబీడియం బ్రోమైడ్, మరియు రుబీడియం అయోడైడ్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఐసోటోపులు

ప్రధాన వ్యాసం: Isotopes of rubidium భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో రుబీడియం రెండు ఐసోటోపులతో కూడి ఉంటుంది: స్థిరమైన 85Rb (72.2%) మరియు రేడియోధార్మిక 87Rb (27.8%). సహజ రుబీడియం రేడియోధార్మికతను కలిగి ఉంటుంది, దీని నిర్దిష్ట కార్యాచరణ సుమారు 670 Bq/g, ఇది 110 రోజుల్లో ఫోటోగ్రాఫిక్ ఫిల్మ్ను గణనీయంగా బహిర్గతం చేయడానికి సరిపోతుంది.[13][14] అదనంగా ముప్పై రుబీడియం ఐసోటోపులు 3 నెలల కంటే తక్కువ అర్థ జీవితకాలంతో సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి; చాలా వరకు అత్యంత రేడియోధార్మికతను కలిగి ఉంటాయి మరియు తక్కువ ఉపయోగాలు కలిగి ఉంటాయి.[15]

రుబీడియం-87 48.8×10^9 సంవత్సరాల అర్థ జీవితకాలం కలిగి ఉంది, ఇది 13.799 ± 0.021×10^9 సంవత్సరాల విశ్వం వయస్సు కంటే మూడు రెట్లు ఎక్కువ,[16] ఇది ఒక ప్రిమోర్డియల్ న్యూక్లైడ్గా మారుతుంది. ఇది ఖనిజాలలో పొటాషియంను సులభంగా భర్తీ చేస్తుంది, కాబట్టి ఇది విస్తృతంగా వ్యాపించి ఉంది. Rb రాళ్ల వయస్సును నిర్ణయించడంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది; 87Rb బీటా క్షయం చెంది స్థిరమైన 87Srగా మారుతుంది. ఫ్రాక్షనల్ క్రిస్టలైజేషన్ సమయంలో, Sr ప్లాజియోక్లేస్లో కేంద్రీకృతమై, Rbని ద్రవ దశలో వదిలివేస్తుంది. అందువల్ల, అవశేష మాగ్మాలో Rb/Sr నిష్పత్తి కాలక్రమేణా పెరగవచ్చు, మరియు పురోగమిస్తున్న డిఫరెన్షియేషన్ ఫలితంగా పెరిగిన Rb/Sr నిష్పత్తులు కలిగిన రాళ్లు ఏర్పడతాయి. అత్యధిక నిష్పత్తులు (10 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ) పెగ్మాటైట్లలో సంభవిస్తాయి. Sr యొక్క ప్రారంభ పరిమాణం తెలిసినా లేదా అంచనా వేయగలిగితే, Rb మరియు Sr సాంద్రతలను మరియు 87Sr/86Sr నిష్పత్తిని కొలవడం ద్వారా వయస్సును నిర్ణయించవచ్చు. రాళ్లు తదనంతరం మార్చబడకపోతేనే ఈ తేదీలు ఖనిజాల నిజమైన వయస్సును సూచిస్తాయి (చూడండి రుబీడియం–స్ట్రోంటియం డేటింగ్).[17][18]

రుబీడియం-82, మూలకం యొక్క సహజ సిద్ధం కాని ఐసోటోపులలో ఒకటి, ఇది స్ట్రోంటియం-82 యొక్క ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ క్షయం ద్వారా 25.36 రోజుల అర్థ జీవితకాలంతో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. 76 సెకన్ల అర్థ జీవితకాలంతో, రుబీడియం-82 పాజిట్రాన్ ఉద్గారం ద్వారా స్థిరమైన క్రిప్టాన్-82గా క్షీణిస్తుంది.

సంభవం

రుబీడియం సమృద్ధిగా లేదు, ఇది భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో 0.05% ఉండే 56 మూలకాలలో ఒకటి; సుమారుగా భూమి క్రస్ట్‌లో అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న 23వ మూలకం ఇది జింక్ లేదా రాగి కంటే ఎక్కువ సమృద్ధిగా ఉంటుంది.[19] ఇది సహజంగా ల్యుసైట్, పొల్యూసైట్, కార్నలైట్, మరియు జిన్‌వాల్డైట్ ఖనిజాలలో సంభవిస్తుంది, ఇవి 1% వరకు రుబీడియం ఆక్సైడ్ను కలిగి ఉంటాయి. లెపిడోలైట్ 0.3% నుండి 3.5% వరకు రుబీడియంను కలిగి ఉంటుంది, మరియు ఇది ఈ మూలకానికి వాణిజ్య వనరు.[20] కొన్ని పొటాషియం ఖనిజాలు మరియు పొటాషియం క్లోరైడ్లు కూడా ఈ మూలకాన్ని వాణిజ్యపరంగా ముఖ్యమైన పరిమాణాలలో కలిగి ఉంటాయి.[21]

సముద్రపు నీరు సగటున 125 μg/L రుబీడియంను కలిగి ఉంటుంది, ఇది పొటాషియం కోసం 408 mg/L మరియు సీసియం కోసం 0.3 μg/L కంటే చాలా తక్కువ.[22] సముద్రపు నీటిలో రుబీడియం 18వ అత్యంత సమృద్ధిగా ఉన్న మూలకం.[6]

దాని పెద్ద అయానిక్ వ్యాసార్థం కారణంగా, రుబీడియం "అనుకూలత లేని మూలకాలు" (incompatible elements)లో ఒకటి.[23] మాగ్మా స్పటికీకరణ సమయంలో, రుబీడియం దాని భారీ అనలాగ్ సీసియంతో కలిసి ద్రవ దశలో కేంద్రీకృతమై చివరగా స్పటికీకరణ చెందుతుంది. అందువల్ల, రుబీడియం మరియు సీసియం యొక్క అతిపెద్ద నిక్షేపాలు ఈ సుసంపన్న ప్రక్రియ ద్వారా ఏర్పడిన జోన్ పెగ్మాటైట్ ఖనిజ శరీరాలు. రుబీడియం మాగ్మా స్పటికీకరణలో పొటాషియంను భర్తీ చేస్తుంది కాబట్టి, ఈ సుసంపన్నత సీసియం కంటే చాలా తక్కువ ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. పొల్యూసైట్ లేదా లిథియం ఖనిజాలు లెపిడోలైట్ వంటి సీసియం యొక్క మైన్ చేయదగిన పరిమాణాలను కలిగి ఉన్న జోన్ పెగ్మాటైట్ ఖనిజ శరీరాలు కూడా ఉప-ఉత్పత్తిగా రుబీడియంకు వనరుగా ఉన్నాయి.[19]

రుబీడియం యొక్క రెండు ముఖ్యమైన వనరులు కెనడాలోని మానిటోబా, బెర్నిక్ లేక్ వద్ద ఉన్న పొల్యూసైట్ యొక్క గొప్ప నిక్షేపాలు, మరియు ఇటాలియన్ ద్వీపం ఎల్బాలో పొల్యూసైట్‌లో మలినాలుగా కనిపించే రుబికలైన్ ((Rb,K)AlSi3O8, ఇది 17.5% రుబీడియం కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంటుంది.[24] ఆ రెండు నిక్షేపాలు కూడా సీసియంకు వనరులు.[25]

ఉత్పత్తి

భూమి క్రస్ట్‌లో రుబీడియం సీసియం కంటే సమృద్ధిగా ఉన్నప్పటికీ, పరిమిత అనువర్తనాలు మరియు రుబీడియం అధికంగా ఉండే ఖనిజం లేకపోవడం వల్ల రుబీడియం సమ్మేళనాల ఉత్పత్తి సంవత్సరానికి 2 నుండి 4 టన్నులకు పరిమితమైంది.[19] పొటాషియం, రుబీడియం మరియు సీసియంలను వేరు చేయడానికి అనేక పద్ధతులు అందుబాటులో ఉన్నాయి. రుబీడియం మరియు సీసియం ఆలం (Cs,Rb)Al(SO4)2*12H2O యొక్క ఫ్రాక్షనల్ క్రిస్టలైజేషన్ 30 వరుస దశల తర్వాత స్వచ్ఛమైన రుబీడియం ఆలంను ఇస్తుంది. క్లోరోస్టానెట్ ప్రక్రియ మరియు ఫెర్రోసయనైడ్ ప్రక్రియ అనే మరో రెండు పద్ధతులు నివేదించబడ్డాయి.[19][26]

1950లు మరియు 1960లలో అనేక సంవత్సరాలుగా, అల్కార్బ్ (Alkarb) అని పిలువబడే పొటాషియం ఉత్పత్తి యొక్క ఉప-ఉత్పత్తి రుబీడియంకు ప్రధాన వనరుగా ఉండేది. అల్కార్బ్ 21% రుబీడియంను కలిగి ఉండేది, మిగిలినది పొటాషియం మరియు తక్కువ మొత్తంలో సీసియం.[27] నేడు సీసియం యొక్క అతిపెద్ద ఉత్పత్తిదారులు పొల్యూసైట్ నుండి ఉప-ఉత్పత్తిగా రుబీడియంను ఉత్పత్తి చేస్తారు.[19]

చరిత్ర

రుబీడియంను 1861లో రాబర్ట్ బున్సెన్ మరియు గుస్తావ్ కిర్చాఫ్ జర్మనీలోని హైడెల్‌బర్గ్‌లో లెపిడోలైట్ ఖనిజంలో జ్వాల వర్ణపట శాస్త్రం ద్వారా కనుగొన్నారు. దాని ఉద్గార వర్ణపటంలో ప్రకాశవంతమైన ఎరుపు గీతల కారణంగా, వారు లాటిన్ పదం rubidus నుండి ఉద్భవించిన పేరును ఎంచుకున్నారు, దీని అర్థం "ముదురు ఎరుపు".[28][29]

రుబీడియం లెపిడోలైట్‌లో ఒక చిన్న భాగం. కిర్చాఫ్ మరియు బున్సెన్ కేవలం 0.24% రుబీడియం మోనాక్సైడ్ (Rb2O) కలిగిన 150 కిలోల లెపిడోలైట్‌ను ప్రాసెస్ చేశారు. పొటాషియం మరియు రుబీడియం రెండూ క్లోరోప్లాటినిక్ యాసిడ్తో కరగని లవణాలను ఏర్పరుస్తాయి, కానీ ఆ లవణాలు వేడి నీటిలో కరిగే సామర్థ్యంలో స్వల్ప వ్యత్యాసాన్ని చూపుతాయి. అందువల్ల, తక్కువ కరిగే రుబీడియం హెక్సాక్లోరోప్లాటినేట్ (Rb2PtCl6)ను ఫ్రాక్షనల్ క్రిస్టలైజేషన్ ద్వారా పొందవచ్చు. హెక్సాక్లోరోప్లాటినేట్‌ను హైడ్రోజన్తో తగ్గించిన తర్వాత, ఈ ప్రక్రియ తదుపరి అధ్యయనాల కోసం 0.51 గ్రాముల రుబీడియం క్లోరైడ్ (RbCl)ని ఇచ్చింది. బున్సెన్ మరియు కిర్చాఫ్ 44000 litre ఖనిజ జలంతో సీసియం మరియు రుబీడియం సమ్మేళనాల యొక్క మొదటి పెద్ద-స్థాయి ఐసోలేషన్‌ను ప్రారంభించారు, ఇది 7.3 గ్రాముల సీసియం క్లోరైడ్ మరియు 9.2 గ్రాముల రుబీడియం క్లోరైడ్‌ను ఇచ్చింది.[28][29] బున్సెన్ మరియు కిర్చాఫ్ స్పెక్ట్రోస్కోప్ను కనుగొన్న ఒక సంవత్సరం తర్వాత, వర్ణపట శాస్త్రం ద్వారా కనుగొనబడిన సీసియం తర్వాత రుబీడియం రెండవ మూలకం.[30]

ఈ ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు కొత్త మూలకం యొక్క పరమాణు భారం 85.36 అని అంచనా వేయడానికి రుబీడియం క్లోరైడ్‌ను ఉపయోగించారు (ప్రస్తుతం ఆమోదించబడిన విలువ 85.47).[28] వారు కరిగిన రుబీడియం క్లోరైడ్ యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా మూలక రుబీడియంను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రయత్నించారు, కానీ లోహానికి బదులుగా, వారు నీలిరంగు సజాతీయ పదార్థాన్ని పొందారు, ఇది "కంటితో లేదా మైక్రోస్కోప్ కింద లోహ పదార్థం యొక్క స్వల్ప జాడను కూడా చూపలేదు". వారు అది ఒక సబ్-క్లోరైడ్ (Cl) అని భావించారు; అయితే, ఆ ఉత్పత్తి బహుశా లోహం మరియు రుబీడియం క్లోరైడ్ యొక్క కొల్లాయిడల్ మిశ్రమం.[31] లోహ రుబీడియంను ఉత్పత్తి చేయడానికి రెండవ ప్రయత్నంలో, బున్సెన్ కాల్చిన రుబీడియం టార్ట్రేట్ను వేడి చేయడం ద్వారా రుబీడియంను తగ్గించగలిగారు. స్వేదనం చేసిన రుబీడియం పైరోఫోరిక్ అయినప్పటికీ, వారు సాంద్రత మరియు ద్రవీభవన స్థానాన్ని నిర్ణయించగలిగారు. 1860లలో ఈ పరిశోధన యొక్క నాణ్యతను వారు నిర్ణయించిన సాంద్రత ప్రస్తుతం ఆమోదించబడిన విలువల నుండి 0.1 g/cm3 కంటే తక్కువ మరియు ద్రవీభవన స్థానం 1 °C కంటే తక్కువ తేడాతో ఉండటం ద్వారా అంచనా వేయవచ్చు.[32]

రుబీడియం యొక్క స్వల్ప రేడియోధార్మికత 1908లో కనుగొనబడింది, కానీ అది 1910లో ఐసోటోపుల సిద్ధాంతం స్థాపించబడకముందే జరిగింది, మరియు తక్కువ స్థాయి కార్యాచరణ (అర్థ జీవితకాలం 1010 సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ) వివరణను క్లిష్టతరం చేసింది. 87Rb నుండి స్థిరమైన 87Srకి బీటా క్షయం ద్వారా జరిగే క్షయం 1940ల చివరలో చర్చలో ఉంది.[33][34]

1920ల కంటే ముందు రుబీడియంకు పారిశ్రామిక విలువ తక్కువగా ఉండేది.[19] అప్పటి నుండి, రుబీడియం యొక్క అతి ముఖ్యమైన ఉపయోగం పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి, ప్రధానంగా రసాయన మరియు ఎలక్ట్రానిక్ అనువర్తనాల్లో. 1995లో, రుబీడియం-87ను బోస్-ఐన్‌స్టీన్ కండెన్సేట్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించారు,[35] దీని కోసం కనుగొన్నవారు, ఎరిక్ అల్లిన్ కార్నెల్, కార్ల్ ఎడ్విన్ వీమాన్ మరియు వోల్ఫ్‌గ్యాంగ్ కెట్టెర్లే, 2001 భౌతికశాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్నారు.[36]

అనువర్తనాలు

రుబీడియంను మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లో ఉపయోగించడం కోసం కూడా పరిగణించబడింది, దీని ద్వారా వేడి రుబీడియం అయాన్లు అయస్కాంత క్షేత్రం గుండా పంపబడతాయి.[37] ఇవి విద్యుత్తును ప్రసరింపజేస్తాయి మరియు జనరేటర్ యొక్క ఆర్మేచర్ వలె పనిచేస్తాయి, తద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం ఉత్పత్తి అవుతుంది. రుబీడియం, ముఖ్యంగా ఆవిరి చేయబడిన 87Rb, లేజర్ కూలింగ్ మరియు బోస్-ఐన్‌స్టీన్ కండెన్సేషన్ కోసం ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ అణు జాతులలో ఒకటి. ఈ అనువర్తనం కోసం దాని కావాల్సిన లక్షణాలలో సంబంధిత తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద చౌకైన డయోడ్ లేజర్ కాంతి అందుబాటులో ఉండటం మరియు గణనీయమైన ఆవిరి పీడనాలను పొందడానికి అవసరమైన మితమైన ఉష్ణోగ్రతలు ఉన్నాయి.[38][39] ట్యూనబుల్ పరస్పర చర్యలు అవసరమయ్యే కోల్డ్-ఆటమ్ అనువర్తనాల కోసం, 85Rb దాని గొప్ప ఫెష్‌బాక్ రెసొనెన్స్ స్పెక్ట్రమ్ కోసం ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడుతుంది.[40]

రుబీడియం 3Heని ధ్రువపరచడానికి ఉపయోగించబడింది, ఇది యాదృచ్ఛికంగా కాకుండా అణు స్పిన్‌లు సమలేఖనం చేయబడిన అయస్కాంతీకరించబడిన 3He వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. రుబీడియం ఆవిరి లేజర్ ద్వారా ఆప్టికల్‌గా పంప్ చేయబడుతుంది, మరియు ధ్రువపరచబడిన Rb హైపర్‌ఫైన్ పరస్పర చర్య ద్వారా 3Heని ధ్రువపరుస్తుంది.[41] ఇటువంటి స్పిన్-ధ్రువణ 3He కణాలు న్యూట్రాన్ ధ్రువణత కొలతలకు మరియు ఇతర ప్రయోజనాల కోసం ధ్రువపరచబడిన న్యూట్రాన్ కిరణాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగపడతాయి.[42]

అణు గడియారం (atomic clock)లోని రెసొనెంట్ మూలకం రుబీడియం యొక్క శక్తి స్థాయిల యొక్క హైపర్ ఫైన్ స్ట్రక్చర్ (hyperfine structure)ను ఉపయోగిస్తుంది, మరియు అధిక-ఖచ్చితత్వ సమయపాలన కోసం రుబీడియం ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది. ఇది సెల్ సైట్ ట్రాన్స్‌మిటర్లు మరియు ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ ట్రాన్స్‌మిటింగ్, నెట్‌వర్కింగ్ మరియు టెస్ట్ పరికరాలలో సెకండరీ ఫ్రీక్వెన్సీ రిఫరెన్స్‌ల (రుబీడియం ఆసిలేటర్లు) ప్రధాన భాగంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ రుబీడియం స్టాండర్డ్లు తరచుగా GNSSతో కలిసి "ప్రైమరీ ఫ్రీక్వెన్సీ స్టాండర్డ్"ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి, ఇది సీసియం స్టాండర్డ్స్ కంటే ఎక్కువ ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉండి, తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది.[43][44] ఇటువంటి రుబీడియం స్టాండర్డ్లు తరచుగా టెలికమ్యూనికేషన్ పరిశ్రమ కోసం భారీగా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.[45]

రుబీడియం యొక్క ఇతర సంభావ్య లేదా ప్రస్తుత ఉపయోగాలు: ఆవిరి టర్బైన్లలో వర్కింగ్ ఫ్లూయిడ్‌గా, వాక్యూమ్ ట్యూబ్లలో గెట్టర్ (getter)గా మరియు ఫోటోసెల్ భాగంలో ఉపయోగించడం.[46] రుబీడియం ప్రత్యేక రకమైన గాజు తయారీలో, ఆక్సిజన్లో మండించడం ద్వారా సూపర్ ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తిలో, జీవశాస్త్రంలో పొటాషియం అయాన్ ఛానల్ల అధ్యయనంలో మరియు అణు మాగ్నెటోమీటర్లలో ఆవిరిగా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.[47] ముఖ్యంగా, 87Rb ఇతర క్షార లోహాలతో కలిసి స్పిన్-ఎక్స్ఛేంజ్ రిలాక్సేషన్-ఫ్రీ (SERF) మాగ్నెటోమీటర్ల అభివృద్ధిలో ఉపయోగించబడుతుంది.[47]

రుబీడియం-82 పాజిట్రాన్ ఎమిషన్ టోమోగ్రఫీ (PET) కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. రుబీడియం పొటాషియంను పోలి ఉంటుంది, మరియు అధిక పొటాషియం కంటెంట్ ఉన్న కణజాలం రేడియోధార్మిక రుబీడియంను కూడా గ్రహిస్తుంది. దీని ప్రధాన ఉపయోగాలలో ఒకటి మయోకార్డియల్ పెర్ఫ్యూజన్ ఇమేజింగ్. మెదడు కణితుల్లో బ్లడ్-బ్రెయిన్ బారియర్లో మార్పుల కారణంగా, సాధారణ మెదడు కణజాలం కంటే మెదడు కణితుల్లో రుబీడియం ఎక్కువగా సేకరించబడుతుంది, ఇది మెదడు కణితులను గుర్తించడానికి మరియు ఇమేజింగ్ చేయడానికి న్యూక్లియర్ మెడిసిన్లో రేడియో ఐసోటోప్ రుబీడియం-82ని ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది.[48] రుబీడియం-82 చాలా తక్కువ అర్ధ-జీవిత కాలం (half-life) 76 సెకన్లు కలిగి ఉంటుంది, మరియు స్ట్రోంటియం-82 క్షయం నుండి దీని ఉత్పత్తిని రోగికి దగ్గరగా చేయాలి.[49]

బైపోలార్ డిజార్డర్ మరియు డిప్రెషన్‌పై రుబీడియం ప్రభావాన్ని పరీక్షించారు.[50][51] డయాలసిస్ రోగులు డిప్రెషన్‌తో బాధపడుతున్నప్పుడు వారిలో రుబీడియం క్షీణత కనిపిస్తుంది, కాబట్టి డిప్రెషన్ సమయంలో సప్లిమెంటేషన్ సహాయపడవచ్చు.[52] కొన్ని పరీక్షలలో రుబీడియంను 60 రోజుల పాటు రోజుకు 720 mg వరకు రుబీడియం క్లోరైడ్‌గా అందించారు.[53][54]

422[55]

జాగ్రత్తలు మరియు జీవసంబంధ ప్రభావాలు

రుబీడియం నీటితో తీవ్రంగా చర్య జరుపుతుంది మరియు మంటలను కలిగిస్తుంది. భద్రత మరియు స్వచ్ఛతను నిర్ధారించడానికి, ఈ లోహాన్ని సాధారణంగా పొడి మినరల్ ఆయిల్ కింద లేదా జడ వాతావరణంలో గాజు ఆంపుల్స్‌లో సీలు చేసి ఉంచుతారు. నూనెలోకి వ్యాపించే కొద్దిపాటి గాలికి గురైనప్పుడు కూడా రుబీడియం పెరాక్సైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది, మరియు దీని నిల్వ మెటాలిక్ పొటాషియం నిల్వకు సమానమైన జాగ్రత్తలను కలిగి ఉంటుంది.[56]

రుబీడియం, సోడియం మరియు పొటాషియం వలె, నీటిలో కరిగినప్పుడు దాదాపు ఎల్లప్పుడూ +1 ఆక్సీకరణ స్థితిని కలిగి ఉంటుంది. మానవ శరీరం Rb+ అయాన్లను పొటాషియం అయాన్ల వలె పరిగణిస్తుంది, అందువల్ల రుబీడియంను శరీరంలోని ఇంట్రాసెల్యులర్ ఫ్లూయిడ్ (అంటే, కణాల లోపల)లో కేంద్రీకరిస్తుంది.[57] ఈ అయాన్లు అంత విషపూరితమైనవి కావు; 70 కిలోల బరువున్న వ్యక్తిలో సగటున 0.36 గ్రాముల రుబీడియం ఉంటుంది (వారి సగటు 140 గ్రాముల పొటాషియంలో 0.26%), మరియు ఈ విలువను 50 నుండి 100 రెట్లు పెంచినా పరీక్షా వ్యక్తులలో ఎటువంటి ప్రతికూల ప్రభావాలు కనిపించలేదు.[58] మానవులలో రుబీడియం యొక్క జీవసంబంధ అర్ధ-జీవిత కాలం (biological half-life) 31–46 రోజులుగా కొలవబడింది.[50] పొటాషియంను రుబీడియం పాక్షికంగా భర్తీ చేయడం సాధ్యమే అయినప్పటికీ, ఎలుకల కండర కణజాలంలోని పొటాషియంలో 50% కంటే ఎక్కువ రుబీడియం ద్వారా భర్తీ చేయబడినప్పుడు, ఆ ఎలుకలు మరణించాయి.[59][60]

మూలాలు

  1. ↑ Rubidium (Rb). American Elements (americanelements.com).
  2. ↑ 2.0 2.1 Ohly, Julius. (1910). Analysis, detection and commercial value of the rare metals. Mining Science Pub. Co..
  3. ↑ 3.0 3.1 Rubidium. www.rsc.org.
  4. ↑ (1985). "Lehrbuch der Anorganischen Chemie". 953–955. Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-007511-3.
  5. ↑ (1952-01-01). Association of rubidium and potassium and their abundance in common igneous rocks and meteorites. Geochimica et Cosmochimica Acta. 2 (4) 229–242. doi:10.1016/0016-7037(52)90017-3.
  6. ↑ 6.0 6.1 6.2 (1973). The Chemistry of Lithium, Sodium, Potassium, Rubidium, Cesium and Francium. Pergamon. ISBN 978-0-08-018799-0. doi:10.1016/c2013-0-05695-2.
  7. ↑ (1972). "Advanced inorganic chemistry: a comprehensive text". 190. Interscience Publishers. ISBN 978-0-471-17560-5.
  8. ↑ Stanford University. Information on Alkali Metals – Stanford Environmental Health & Safety.
  9. ↑ Jim Clark. Reactions of the Group 1 elements with water. www.chemguide.co.uk.
  10. ↑ Maustellar, J. W, F Tepper, and S. J. (Sheridan Joseph) Rodgers. "Alkali Metal Handling and Systems Operating Techniques" Prepared under the Direction of the American Nuclear Society for the United States Atomic Energy Commission. New York: Gordon and Breach, 1968.
  11. ↑ Smart, Lesley. (1995). Solid state chemistry: an introduction. 176–177. CRC Press. ISBN 978-0-7487-4068-0.
  12. ↑ Bradley, J. N.. (1967). "Relationship of structure and ionic mobility in solid MAg4I5". Trans. Faraday Soc.. 63 2516. doi:10.1039/TF9676302516.
  13. ↑ (1909). On the Possible Radioactivity of Erbium, Potassium and Rubidium. Physical Review. 29 (2) 170–173. doi:10.1103/PhysRevSeriesI.29.170.
  14. ↑ (June 1995). CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data. 4–25. CRC-Press. ISBN 978-0-8493-0476-7.
  15. ↑ Universal Nuclide Chart. nucleonica.
  16. ↑ Planck Collaboration. (2016). "Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters (See Table 4 on page 31 of pfd).". Astronomy & Astrophysics. 594 A13. doi:10.1051/0004-6361/201525830.
  17. ↑ (1988). Isotopes in the Earth Sciences. 162–165. Springer. ISBN 978-0-412-53710-3.
  18. ↑ (2009). Essentials of geochemistry. 383–385. Jones & Bartlett Learning. ISBN 978-0-7637-5922-3.
  19. ↑ 19.0 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 (2003). Mineral Commodity Profile: Rubidium. United States Geological Survey.
  20. ↑ Wise, M. A.. (1995). "Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element granitic pegmatites". Mineralogy and Petrology. 55 (13) 203–215. doi:10.1007/BF01162588.
  21. ↑ Norton, J. J.. (1973). United States mineral resources. Paper 820 365–378. U.S. Geological Survey Professional.
  22. ↑ (1964). "The distribution of rubidium, cesium and barium in the oceans". Geochimica et Cosmochimica Acta. 28 (9) 1459. doi:10.1016/0016-7037(64)90161-9.
  23. ↑ (2010). Cosmochemistry. 224. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-87862-3.
  24. ↑ (1998). "Rubicline, a new feldspar from San Piero in Campo, Elba, Italy". American Mineralogist. 83 (11–12 Part 1) 1335–1339. doi:10.2138/am-1998-11-1223.
  25. ↑ Enghag, Per. (2004). Rubidium and Cesium. Encyclopedia of the Elements. 301–313. ISBN 978-3-527-30666-4. doi:10.1002/9783527612338.ch13.
  26. ↑ (1995). bulletin 585. United States. Bureau of Mines.
  27. ↑ (1959). "Cesium and Rubidium Hit Market". Chemical & Engineering News. 37 (22) 50–56. doi:10.1021/cen-v037n022.p050.
  28. ↑ 28.0 28.1 28.2 (1861). Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen. Annalen der Physik und Chemie. 189 (7) 337–381. doi:10.1002/andp.18611890702.
  29. ↑ 29.0 29.1 Weeks, Mary Elvira. (1932). "The discovery of the elements. XIII. Some spectroscopic discoveries". Journal of Chemical Education. 9 (8) 1413–1434. doi:10.1021/ed009p1413.
  30. ↑ Ritter, Stephen K.. (2003). C&EN: It's Elemental: The Periodic Table – Cesium. American Chemical Society.
  31. ↑ Zsigmondy, Richard. (2007). Colloids and the Ultra Microscope. 69. Read books. ISBN 978-1-4067-5938-9.
  32. ↑ (1863). Ueber die Darstellung und die Eigenschaften des Rubidiums. Annalen der Chemie und Pharmacie. 125 (3) 367–368. doi:10.1002/jlac.18631250314.
  33. ↑ Lewis, G. M.. (1952). "The natural radioactivity of rubidium". Philosophical Magazine. 43 (345) 1070–1074. doi:10.1080/14786441008520248.
  34. ↑ (1908). The Radioactivity of Rubidium. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. 14 15.
  35. ↑ (2001). The 2001 Nobel Prize in Physics. నోబెల్ ఇన్స్టిట్యూట్ nobelprize.org.
  36. ↑ Levi, Barbara Goss. (2001). "Cornell, Ketterle, and Wieman share Nobel Prize for Bose-Einstein condensates". Physics Today. 54 (12) 14–16. doi:10.1063/1.1445529.
  37. ↑ (1981). Chemical principles. 193. Harper & Row. ISBN 978-0-06-040808-4.
  38. ↑ Eric Cornell. (1996). Bose-Einstein condensation (all 20 articles). Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 101 (4) 419–618. doi:10.6028/jres.101.045.
  39. ↑ (1999). "Output coupling of a Bose-Einstein condensate formed in a TOP trap". Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics. 32 (12) 3065. doi:10.1088/0953-4075/32/12/322.
  40. ↑ (2010-04-29). "Feshbach resonances in ultracold gases". Reviews of Modern Physics. 82 (2) 1225–1286. doi:10.1103/RevModPhys.82.1225.
  41. ↑ (2005). Polarized 3He spin filters for slow neutron physics. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 110 (3) 299–304. doi:10.6028/jres.110.043.
  42. ↑ Neutron spin filters based on polarized helium-3. NIST Center for Neutron Research 2002 Annual Report.
  43. ↑ (2006-04-11). Measurement, control, and communication using IEEE 1588. 32. Springer. ISBN 978-1-84628-250-8.
  44. ↑ (1999-07-31). Data network engineering. 300. Springer. ISBN 978-0-7923-8594-3.
  45. ↑ (1977-01-01). Advances in electronics and electron physics. Academic Press. ISBN 978-0-12-014644-4.
  46. ↑ (2009). Introduction To Nuclear And Particle Physics. 274. Prentice-Hall Of India Pvt. Limited. ISBN 978-81-203-3610-0.
  47. ↑ 47.0 47.1 (2006). "Parametric modulation of an atomic magnetometer". Applied Physics Letters. 89 (13) 23575531–23575533. doi:10.1063/1.2357553.
  48. ↑ (1982). "Brain tumor evaluation using Rb-82 and positron emission tomography". Journal of Nuclear Medicine. 23 (6) 532–7.
  49. ↑ (2005). Clinical PET and PET/CT. 59. Springer. ISBN 978-1-85233-838-1.
  50. ↑ 50.0 50.1 (1978). "Effects of rubidium chloride on the course of manic-depressive illness". J R Soc Med. 71 (9) 343–352. doi:10.1177/014107687807100507.
  51. ↑ (1984). "Rubidium in psychiatry: Research implications". Pharmacology Biochemistry and Behavior. 21 49–50. doi:10.1016/0091-3057(84)90162-X.
  52. ↑ (2001). "Depression in dialysis patients: Rubidium supplementation before other drugs and encouragement?". Kidney International. 60 (3) 1201–2. doi:10.1046/j.1523-1755.2001.0600031201.x.
  53. ↑ Lake, James A.. (2006). Textbook of Integrative Mental Health Care. 164–165. Thieme Medical Publishers. ISBN 978-1-58890-299-3.
  54. ↑ (1993). "Rubidium chloride in the treatment of major depression". Minerva Psichiatrica. 34 (2) 101–110.
  55. ↑ Rubidium 276332. Sigma-Aldrich.
  56. ↑ (2004-07-01). Chemical risk analysis: a practical handbook. 215. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-1-903996-65-2.
  57. ↑ (1956). "The Physiological Behavior of Rubidium and Cesium in Relation to That of Potassium". The Yale Journal of Biology and Medicine. 29 (3) 248–62.
  58. ↑ (1971). "Rubidium chloride ingestion by volunteer subjects: Initial experience". Psychopharmacologia. 20 (4) 307–14. doi:10.1007/BF00403562.
  59. ↑ (1991). A pharmacokinetic analysis of long-term administration of rubidium chloride. Journal of Clinical Pharmacology. 31 (2) 179–84. doi:10.1002/j.1552-4604.1991.tb03704.x.
  60. ↑ Follis, Richard H. Jr.. (1943). Histological effects in rats resulting from adding rubidium or cesium to a diet deficient in potassium. AJP: Legacy Content. 138 (2) 246–250. doi:10.1152/ajplegacy.1943.138.2.246.

మరింత సమాచారం

  • Meites, Louis (1963). Handbook of Analytical Chemistry (New York: McGraw-Hill Book Company, 1963)
  • Steck, Daniel A.. Rubidium-87 D Line Data. Los Alamos National Laboratory (technical report LA-UR-03-8638).

బాహ్య లింకులు

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Rubidium” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Rubidium ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=రుబీడియం&oldid=953"