ルビジウムは、元素記号Rb、原子番号37の化学元素である。ルビジウムは、アルカリ金属に属する非常に柔らかい銀白色の金属である。金属ルビジウムは、外観、柔らかさ、導電性において、金属カリウムや金属セシウムと類似している。ルビジウムは大気中の酸素の下では発熱反応を起こし、時には発火することもあるため、保管することができない。
ルビジウムはアルカリ金属の中で初めて水より高い密度を持つ金属であり、グループの上の金属とは異なり、沈む性質がある。ルビジウムの標準原子量は85.4678である。72％が安定同位体85Rbで、28％がわずかに放射性同位体87Rbです。半減期は488億年で、これは宇宙の推定年齢の3倍以上の長さです。
ルビジウムは、1861年にドイツの化学者ロバート・ブンゼンとグスタフ・キルヒホフが、新しく開発した火炎分光法という手法で発見した。名前の由来は、ラテン語で発光スペクトルの色である深紅を意味するrubidusからきている。ルビジウムの化合物は、様々な化学的・電子的応用が可能である。ルビジウム金属は気化しやすく、都合のよいスペクトル吸収範囲を持つため、レーザーによる原子操作のターゲットとしてよく利用される。ルビジウムは生物の栄養分としては知られていない。しかし、ルビジウムイオンはカリウムイオンと似た性質と同じ電荷を持っており、動物細胞に活発に取り込まれ、似たような扱いを受ける。
基本情報
| 和名 | ルビジウム |
|---|---|
| 英名 | Rubidium |
| 語源 | ラテン語「赤い(rubidus)」 |
| 元素記号 | Rb |
| 原子番号 | 37 |
| 原子量 | 85.47 |
| 常温（25℃）での状態 | 固体（金属） |
| 色 | 銀白色 |
| 臭い | – |
| 密度 | 1.532 g/cm3（20℃） |
| 融点 | 38.89℃ |
| 沸点 | 688℃ |
| 発見者 | ブンゼン, キルヒホフ（ロシア）[1861年] |
| 含有鉱物 | リチア雲母 |
名前の由来
1861年、ドイツのハイデルベルクに住むロバート・ブンゼンとグスタフ・キルヒホフが、火炎分光法によってレピドライトという鉱物から発見しました。その発光スペクトルに明るい赤色の線があることから、ラテン語で「深い赤」を意味するrubidusに由来する名前が付けられた。
歴史
ルビジウムは、レピドライトの微量成分である。キルヒホフとブンゼンは、わずか0.24%の一酸化ルビジウム（Rb2O）を含むレピドライトを150 kg処理した。カリウムもルビジウムもクロロプラチン酸と不溶性の塩を形成するが、それらの塩は熱水への溶解度にわずかな差がある。そこで、より溶解度の低いルビジウムのヘキサクロロプラチネート（Rb2PtCl6）を分別晶析することで得ることができた。このヘキサクロロプラチネートを水素で還元すると、0.51グラムの塩化ルビジウム（RbCl）が得られたので、さらに研究を進めた。ブンゼンとキルヒホフは、44,000リットル（12,000 US gal）のミネラルウォーターを使って、セシウムとルビジウム化合物の最初の大規模な分離を開始し、7.3グラムの塩化セシウムと9.2グラムの塩化ルビジウムを獲得した。ルビジウムは、ブンゼンとキルヒホフによる分光器の発明からわずか1年後、セシウムに次いで2番目に分光法で発見された元素であった。
二人は塩化ルビジウムを使って、この新元素の原子量を85.36と推定した（現在では85.47が通説となっている）。彼らは、溶融した塩化ルビジウムを電気分解して元素ルビジウムを生成しようとしたが、金属ではなく、「肉眼でも顕微鏡でも金属物質の痕跡が少しも認められない」青い均質な物質が得られた。彼らは、これを副塩化物（Rb2Cl）であった。しかし、この生成物は、金属と塩化ルビジウムのコロイド状混合物であったと思われる。金属ルビジウムを作る二度目の試みは、ブンゼンが炭化した酒石酸ルビジウムを加熱してルビジウムを還元することであった。蒸留されたルビジウムは自然発火したが、密度と融点を決定することができた。密度は0.1 g cm-3以下、融点は1℃以下の誤差しかないことから、1860年代のこの研究の質の高さが伺える。
ルビジウムのわずかな放射能は1908年に発見されたが、それは1910年に同位体論が確立される前のことであり、その放射能レベルの低さ（半減期1010年以上）が解釈を複雑にしていた。現在では証明されている87Rbがベータ崩壊によって安定な87Srになることは、1940年代後半にはまだ議論されていた。
ルビジウムの工業的価値は1920年代以前はほとんどなかった。それ以来、ルビジウムの最も重要な用途は研究開発であり、主に化学および電子分野での利用である。1995年、ルビジウム-87はボーズ-アインシュタイン凝縮の生成に用いられ、その発見者であるエリック・アリン・コーネル、カール・エドウィン・ヴィーマン、ウォルフガング・ケッテルは2001年にノーベル物理学賞を受賞した。
主な用途
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生成方法
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化合物
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主な特徴
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研究事例
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