الروبيديوم هو فلز لونه أبيض مائل إلى الفضي وله ملمس ناعم جدًا. يُعد واحدًا من أكثر العناصر تفاعلًا في الجدول الدوري. لدى الروبيديوم كثافة تعادل مرة ونصف كثافة الماء. وبالرغم من أن حالته صلبة في درجة حرارة الغرفة؛ يتعرض بسرعة للذوبان في حال أصبح الجو أدفأ، وفقًا لموقع «Chemicool».
شأنه شأن بقية المعادن القلوية الأخرى (الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والسيزيوم والفرانسيوم) فإن الروبيديوم يتفاعل بعنف مع الماء، ويتأكسد عند تفاعله مع الأوكسجين، ويشتعل بسبب رطوبة الهواء؛ لذلك يجب التعامل معه بحذر شديد. طبقًا لموقع «Encyclopedia»، يتعامل العلماء مع الروبيديوم على أساس أنه عنصر سام، بالرغم من عدم وجود دليل طبي يفيد ذلك حتى الآن.
اقرأ أيضًا:
بعض الحقائق السريعة:
- العدد الذري (عدد البروتونات في النواة): 37
- الرمز الذري (في الجدول الدوري للعناصر): Rb
- الوزن الذري (متوسط كتلة الذرة): 85.4678
- الكثافة: 0.886 أونصة/إنش مكعب (1.532 جرام/ سم مكعب)
- الحالة في درجة حرارة الغرفة: صلب
- نقطة الانصهار: 102.7 درجة فهرنهايت (39.3 درجة سيلسيوس)
- نقطة الغليان: 1,270.4 فهرنهايت (688 سيلسيوس)
- عدد النظائر الطبيعية (ذرات لنفس العنصر، لكن بعدد مختلف من النيوترونات): 2، وهناك أيضًا 29 نظيرًا يُصنع في المعمل.
- أكثر النظائر شيوعًا: Rb-85 (حوالي 72.2% من الوفرة الطبيعية) وRb-87 (حوالي 27.8% من الوفرة الطبيعية)
التوزيع الإلكتروني والخصائص العنصرية للروبيديوم.
تاريخ الاكتشاف
وفقًا للمؤرخ الهولندي (بيتر فان دير كروغت-Peter van der Krogt)، اكتُشف الروبيديوم على يد عالمي الكيمياء الألمانيين جوستاف روبرت كيرشوف وروبرت فيلهلم بنزن عام 1861، عند مراقبتهما الطيف الناتج عن حرق معدن الليبيدوليت.
أظهر الطيف خطين أحمرين غامقين؛ لذلك سُمي العنصر المعدني القلوي المكتشف باسم الروبيديوم، والذي يعني (الأحمر القاتم) في اللغة اللاتينية.
طبقًا لموقع «Chemicool»، يُستخرج الروبيديوم من المعادن المحيطة بواسطة (التحليل الكهربائي – Electrolysis). نحتاج إلى 330 رطلًا (150 كيلوغرامًا) من خام الليبيدوليت لاستخراج ما يكفي من الروبيديوم (حوالي 1.5% من المعدن) من أجل دراسة خواصه.
وجد العلماء أن الروبيديوم يتفوق على البوتاسيوم في (الشحنة الكهربائية الموجبة – electropositive)، ما يعني أن الروبيديوم يميل إلى تكوين أيونات موجبة بطريقة أسهل. يُعد البوتاسيوم من الفلزات القلوية، ويتفاعل بعنف مع الماء ويطلق الهيدروجين.
وفقًا لموقع «New World Encyclopedia»، نادرًا ما استُخدم الروبيديوم قبل عشرينيات القرن الماضي، عندما بدأ يُستخدم بشكل أكبر في الأبحاث والتفاعلات الكيميائية والتطبيقات الإلكترونية.
اقرأ أيضًا:
بعض المعلومات عن الروبيديوم:
- وفقًا لموقع «PeriodicTable»، يُعد الروبيديوم العنصر رقم 25 من ناحية الوفرة في الأرض. ووفقًا لموقع «Chemicool»، فإن وفرة الروبيديوم في قشرة الأرض تبلغ 90 جزءًا في المليون على مستوى الوزن، و30 جزءًا في المليون على مستوى الوزن في النظام الشمسي.
- طبقًا لموقع «ChemicalElements»، فإن الفلزات القلوية نشطة كيميائيًا؛ إذ يحتوي المدار الخارجي لها على إلكترون واحد فقط، ولا تتوفر في حالة مفردة في الطبيعة. كذلك لدى تلك المعادن قابلية عالية للطرق والسحب وتعتبر موصلات جيدة للحرارة والكهرباء.
- وفق «New World Encyclopedia»، بإمكان الروبيديوم الامتزاج مع الفلزات القلوية الأخرى، ومع عناصر مثل الفضة (تُعرف بالملغمة\الحشوة الملغمية) والذهب. كذلك فإنه موجود في العديد من المركبات المستخدمة في مجالات الدراسة، مثل كلوريد الروبيديوم في علم الأحياء وأبحاث الخلايا.
- وفقًا لموقع «Jefferson Lab»، يُستخدم الروبيديوم كماص (مستأصل) للغازات في الصمامات المفرغة. وذلك نظرًا لقدرته على الارتباط بالعديد من الغازات؛ لذلك يُستخدم لإزالة أي أثر للغازات الناتجة عن تصنيع الصمامات المفرغة.
- وفقًا لموقع «Encyclopedia Britannica»، يُعد استخلاص الروبيديوم النقي من الأمور الصعبة؛ بسبب وجوده الدائم مع السيزيوم وأحيانًا كثيرة مع فلزات قلوية. تُعد عملية فصل الفلزات القلوية أمرًا شائكًا؛ نظرًا لتشابه طبيعة العديد من تلك المعادن.
- وفقًا للموسوعة البريطانية «Encyclopedia Britannica»، يشتعل الروبيديوم تلقائيًا عند تعرضه للهواء، ويتفاعل بعنف مع الماء مطلقًا الهيدروجين، الذي يشتعل بدوره إلى نيران. لذلك من الواجب حفظ الروبيديوم في الزيوت المعدنية أو في محيط غاز خامل.
- حسب «New World Encyclopedia»، ليست هناك استخدامات تجارية عديدة للروبيديوم، لكنه يُستخدم في التوربينات البخارية والصمامات المفرغة والخلايا الكهروضوئية والساعات الذرية وبعض أنواع الزجاج، وإنتاج الأكسيد الفائق (السوبر أكسيد) بواسطة حرق الأكسجين، ومع أيونات البوتاسيوم في العديد من الاستخدامات البيولوجية.
- بحسب «Encyclopedia Britannica»، يُستخدم الروبيديوم والسترونسيوم في التأريخ الإشعاعي للصخور والمعادن والنيازك. الروبيديوم-87 هو نظير غير مستقر، يبلغ عمره النصفي حوالي 50 بليون سنة ويتحلل إلى السترونسيوم-87 (نظير مستقر للسترونسيوم). تُنفذ عملية التأريخ الإشعاعي عن طريق ملاحظة النسبة بين السترونسيوم-87 إلى السترونسيوم-86.
- يُستخدم الروبيديوم في الألعاب النارية، لإضافة اللون الأحمر الأرجواني إلى المفرقعات.
- نظرًا لسهولة تأينه، يُستخدم الروبيديوم في المحركات الأيونية في المركبات الفضائية. لكن ثبت أن السيزيوم والزينون أكثر كفاءة.
- وفقًا لدراسة أُجريت عام 2015 على يد مجموعة فيزيائيين وكيميائيين من أنحاء أوروبا وآسيا على رأسهم «Ruth H. Zadik» نُشرت في مجلة «Science Advances»، أُدخل الروبيديوم في بوكمينستر فوليرين أو ما تُعرف بِ «bucky-balls» (60 ذرة كربون)، وأُعيد ترتيب الذرات في بنية بلورية جديدة. أظهر الشكل الجديد مجموعة من الخصائص من ضمنها: العزل والتوصيل الفائق والصلابة والمغناطيسية، أو ما يعرف بمعدن جان-تيلر، وهو معدن بإمكانه التحول من مادة عازلة إلى موصلة بواسطة الضغط.
- بالرغم من تعريف الثانية على أنها التذبذبات في ذرة السيزيوم، غالبًا ما يُستخدم الروبيديوم في الساعات الذرية بسبب تكلفته الأقل. تُناقش العديد من الدراسات -من بينها الدراسات التي أجرتها وكالة الفضاء الأوروبية وباحثون صينيون- استخدام ساعات الروبيديوم في الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية وأنظمة التوجيه بالليزر، نظرًا للحاجة إلى دقة الوقت.
الأبحاث الحالية
قارنت دراسة أجراها آدم جوتبي وأندرياس كير وفيليب هاسباك ومجموعة من علماء الطب الدنماركيين عام 2013، المنشورة في «Scandinavian Society of Clinical Physiology and Nuclear Medicine»، بين استخدام النظير المشع الروبيديوم-82 بمثابة (متتبع-tracer) في تقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) وبين طرق وعناصر أخرى بمثابة متتبعات. وفقًا لمؤلفي الدراسة، يُعد الروبيديوم-82 من أكثر العناصر استخدامًا على نطاق واسع بصفة متتبع في الإجراءات والدراسات الخاصة بعضلة القلب. يُحقن الروبيديوم-82 في الجسم، إذ يُقدّر نصف عمره ب 75 ثانية، ثم يستخدمه نظام التصوير لتحديد الأنسجة المتضررة وأمراض القلب، وحسب مؤلفي الدراسة فإنه «ينتج صورًا عالية الجودة بدقة ممتازة».
دراسة أخرى مشابهة أُجريت في عام 2016 بواسطة مجموعة من الباحثين الطبيين الكنديين على رأسهم جنيفر رينو، ونُشرت في مجلة «Journal of Nuclear Medicine». نُفِّذت الدراسة على مدار عام في ثلاثة مراكز مختلفة للتصوير بالأشعة، كذلك شملت أكثر من 3000 مريض. كانت مهمة الدراسة اختبار جودة التصوير باستخدام الروبيديوم-82. خلص الباحثون إلى أن استخدام الروبيديوم-82 في تقنية التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني كان على درجة عالية من الدقة والإتقان، مع ثبوت النتائج بين الوحدات ومراكز التصوير بالأشعة المختلفة.
وفقًا لدراسة أُجريت في عام 2015 من قبل مجموعة باحثين طبيين فرنسيين بقيادة جان فرانسوا شاتال ونُشرت في مجلة «Frontiers in Medicine» في قسم الطب النووي، يعود استخدام الروبيديوم-82 في الأغراض الطبية إلى عام 1954، إذ وافقت إدارة الغذاء والدواء (FDA) عام 1989 على استخدام الروبيديوم-82 في علاج مشاكل عضلة القلب. لخص مؤلفو الدراسة إيجابيات وسلبيات استخدام الروبيديوم-82؛ تشمل الإيجابيات التعرض القليل للإشعاع وإنتاج صور عالية الجودة، بينما تشمل السلبيات التكلفة والعدد المحدود المتاح من أنظمة الـ(PET). رغم هذه السلبيات، يظل استخدام الروبيديوم-82 اختيارًا مثاليًا في الدراسات المتعلقة بعضلة القلب.
- ترجمة: شيماء ممدوح
- تدقيق: نغم رابي
- المصدر
