Rubidium

D’après cette règle et sa place dans le groupe des métaux alcalins, le rubidium est un métal mou, très réactif aux halogènes et particulièrement à l’eau (danger d’explosion) et à l’air (danger inflammation). Il est également facilement oxydable. Cette réactivité fait que le rubidium compte plusieurs composés, dont le chlorure de rubidium (RbCl), l’hydroxyde de rubidium et quatre oxydes connus (Rb₂O, Rb₂O₂, Rb₂O₃ et Rb₂O₄). Voici les propriétés atomiques et physiques du rubidium :

• Configuration électronique : 5s¹
• Masse atomique : 85,47 u
• Rayon atomique : 235 pm
• Oxyde de type base forte
• Masse volumique : 1,532 g•cm^-3 (solide, 20 °C), 1,475 g•cm^-3 (liquide, 39 °C)
• Système cristallin : cubique centré
• Dureté (Mohs) : 0,3
• Point de fusion : 39,30 °C
• Point d’ébullition : 688 °C
• Conductivité électrique : 7,79×106 S•m^-1
• Conductivité thermique : 58,2 W•m^-1•K^-1

Le rubidium est un élément monoisotopique. S’il compte 32 isotopes identifiés avec un nombre de masse allant de 71 à 102, deux d’entre eux uniquement existent dans la nature. Le seul isotope stable du rubidium de nombre de masse A = 85 (⁸⁵Rb) présente une prévalence de 72,2 %. Les 27,8 % de forme de rubidium naturel se présentent sous le radioisotope ⁸⁷Rb.

Utilisations du rubidium

Le rubidium et ses isotopes sont utilisés dans une variété de domaines, des secteurs les plus critiques comme la recherche et le développement au divertissement, en passant par la géologie. En pyrotechnie, par exemple, il permet de donner une teinte violette aux feux d’artifice. En géologie, le rubidium-87 sert à déterminer l’âge des roches.

En médecine, le rubidium-82 est utilisé en imagerie cardiaque pour détecter les anomalies cardiaques ; le rubidium-81 sert de générateur de krypton-81m dans la scintigraphie pulmonaire. Il est aussi présent dans certains médicaments antipsychoses, notamment pour le traitement de la schizophrénie. La similitude des propriétés du rubidium au potassium permet à l’élément de se substituer à ce dernier dans les examens de perfusion myocardique.

Deux composés du rubidium, l’oxyde de rubidium ou le carbonate de rubidium entrent également dans la composition de verres trempés pour les fibres optiques de télécommunication. Ils permettent de réduire la conductibilité électrique du verre et d’augmenter sa stabilité et sa durabilité.

En électronique, il est utilisé avec ou en substitut du césium dans les cellules photoélectriques. Il permet d’améliorer l’efficacité de conversion des matériaux composant les cellules et la robustesse du système. Capteur de gaz pour tube cathodique et tube électronique : on l’utilise comme getter (capteur de molécules gazeuses) pour parfaire le vide. Le rubidium entre également dans la conception d’horloges atomiques commerciales avec une transition hyperfine ayant une marge d’erreur de seulement 1 seconde sur un peu plus de 600 ans. Il entre également dans la composition des tubes cathodiques des anciennes télévisions en tant que capteur de gaz pour établir le vide.

Le rubidium (isotopes 85 et 87) est un actif très usité dans les expériences de physique atomique, grâce à ses transitions assimilables à des longueurs d’onde de laser classiques (780 nm pour la transition 5s-5p notamment). Les fontaines atomiques, qui permettent de mesurer la fréquence d’une transition atomique, fonctionnent avec du ⁸⁷Rb refroidi et manipulé par laser. Elles peuvent atteindre des stabilités relatives de fréquence comprises entre 10⁻¹³ et 110⁻¹⁴ .