ルビジウムカチオン (22537-38-8) の物理的および化学的特性
ルビジウムカチオン
無機塩、分析標準品および特殊研究開発用途向けに供給される一価のルビジウム（Rb⁺）カチオン。
| CAS番号 | 22537-38-8 |
| ファミリー | アルカリ金属カチオン / 無機塩類 |
| 一般的な形態 | 塩としての粉末または結晶固体 |
| 一般的なグレード | EP |
ルビジウムカチオンはアルカリ金属ファミリーに属する一価の無機カチオンで、元素ルビジウムの単電荷イオン形態を示します。構造的には、単原子カチオンであり、価電子単独の\(5s\)電子を失った後の閉殻希ガス型電子配置を持ち、化学式は\(\mathrm{Rb}^+\)です。アルカリ金属カチオンとして、\(\mathrm{Rb}^+\)はより小さく高電荷のカチオンに比べて低い分極力を示し、水溶液中では強固に水和され、動的な第一水和殻複合体を形成します。
電子的および化学的に、\(\mathrm{Rb}^+\)はほとんどの水性および多くの非水系で硬い一価の観察対象カチオンとして振る舞います：ブレンステッド酸性はほぼ無視でき、加水分解は極めて小さく、中性リガンドとの特異的相互作用はサイズ特異的な錯形成剤（例：クラウンエーテルやクリプタンド）による選択を除いて弱いです。裸イオンの相対的な脂溶性は低く、混合溶媒における分配挙動は水和およびイオン対形成によって支配されます。酸化還元挙動は金属元素としてのルビジウム（金属ルビジウムは強い還元性を持つ）では意味がありますが、カチオン形態は一般的な実験室および工業条件下で化学的に安定しており、可溶性塩として一般的に存在します。
この物質の一般的な市販グレードはEPが報告されています。
基本的な物理的性質
密度
現在のデータ条件下では、本性質の実験的に確立された値はありません。
融点または分解点
申告されている融点：\(39\,^\circ\mathrm{C}\)。この値は金属元素の相転移に対応します。\(\mathrm{Rb}^+\)の塩および錯体形態の融点または分解温度は対イオンおよび格子／水和構造によって大きく異なります。
水への溶解度
現在のデータ条件下では、本性質の実験的に確立された値はありません。
溶液pH（定性的挙動）
単純な一価アルカリカチオンとして、\(\mathrm{Rb}^+\)は水中でほぼ加水分解せず、酸塩基化学における観察対象イオンとして振る舞います。ルビジウム塩の水溶液（塩化物、硝酸塩、硫酸塩などの中性の対イオンが用いられた場合）は、対イオンまたは溶解不純物が酸性または塩基性を示さない限り、通常は中性に近いpHを示します。標準的な実験室・工業的濃度条件下での\(\mathrm{Rb}^+\)自体によるpHの顕著な変化は予想されません。
化学的性質
酸–塩基挙動
\(\mathrm{Rb}^+\)はプロトン供与体ではなく、ブレンステッド酸性はほとんどありません。脱プロトン化に関連する測定可能な\(\mathrm{p}K_a\)は存在しません。水中では強く水和されていますが、一価の正電荷と大きなイオン半径のため電荷密度が低く、第一水和殻内の水分子の分極も弱いため、加水分解はほとんど起きません。混合溶媒系や強く配位性のあるリガンド存在下では、\(\mathrm{Rb}^+\)は配位錯体を形成することがありますが、これらは通常ラビル（動的）で静電相互作用が支配的です。
反応性および安定性
ルビジウムカチオンは一般的な水性および固体マトリックス中で化学的に安定です。典型的な対イオンとイオン結晶を形成し、これらの塩は通常の取扱い条件下で空気や湿気に安定です。カチオンはイオン交換平衡に関与し、より大きなアルカリイオンに選択的な環状エーテル（クラウンエーテルやクリプタンドなど）によって捕捉されることがあり、無機イオン交換材上で交換されます。還元反応は\(\mathrm{Rb}^+\)には関連性がなく（金属への還元は強還元条件を要し、カチオン形態ではなく元素形態に関わります）、熱的、光化学的または酸化的不安定性は主に対イオンおよび固体格子の性質によって支配され、カチオン自体によるものではありません。
分子およびイオンパラメータ
化学式と分子量
- 化学式：\(\mathrm{Rb}^+\)
- 分子量（名目値）：\(85.468\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- 正確質量 / 単一同位体質量：\(84.91178974\)（原子質量単位）
追加計算記述子：位相極性表面積 \(=0\)；形式電荷 \(=+1\)；重原子数 \(=1\)。
構成イオン
主要なイオン種はルビジウムカチオン\(\mathrm{Rb}^+\)です。実際には\(\mathrm{Rb}^+\)は多数のアニオン（工業および実験室環境での一般的な例は塩化物、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物やオキシアニオンの対イオン）と対を形成しています。イオン対、格子充填および水和殻構造は、生成する塩の巨視的性質（溶解度、融点、導電率など）を決定します。
識別子および同義語
登録番号およびコード
- CAS RN: 22537-38-8
- InChI: InChI=1S/Rb/q+1
- InChIKey: NCCSSGKUIKYAJD-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: [Rb+]
- UNII: PR87B22TGJ
- ChEBI: CHEBI:49847
- DTXSID: DTXSID50177059
- HMDB: HMDB0001327
- KEGG: C17061
- Wikidata: Q27104730
同義語および一般名
提供者供給の同義語・一般名： - rubidium cation - RUBIDIUM ION - rubidium(1+) - Rubidium, ion (Rb1+) - UNII-PR87B22TGJ - PR87B22TGJ - rubidium(I) cation - rubidium(1+) ion - RUBIDIUM ION(1+) - CHEBI:49847 - DTXSID50177059 - RefChem:180179 - DTXCID2099550 - 22537-38-8 - Rb+ - rubidium(I) - Rubidium + - Rubidium (I) ion - Rubidium [UN1423] - Rb(+) - SCHEMBL29494657 - C17061 - Q27104730
工業的および商業的応用
機能的役割および使用分野
ルビジウムのイオン形態は、大きなアルカリカチオンの化学的または物理的特性が求められる用途で主に利用されます。ルビジウム塩および溶液の商業的技術的役割には、特殊ガラスのドーピング剤、特定の電子・光学材料の構成要素、化学合成および分析化学の試薬、イオン輸送およびイオン配位の基礎研究における試薬としての用途があります。ルビジウムの同位体特異的形態（例：放射性同位体）は核医学やトレーサー研究に応用され、これらの用途は同位体および放射化学的取扱いに関係し、非放射性カチオンの固有の化学反応性とは無関係です。
典型的な応用例
- アルカリ金属イオン効果の研究およびイオン交換実験のための実験室用試薬。
- 特殊ガラスおよびセラミック製剤における屈折率やその他の特性を調整するためのドーパントまたは修飾剤。
- 電気化学的および導電率基準実験向けのルビジウムイオン供給源。
調達または配合の意思決定のために特定の簡潔な用途概要が必要な場合、選択は意図された対イオン、純度グレード、および同位体組成に基づいて行うべきです。
安全性および取扱い概要
健康および環境上の危険性
ルビジウム塩は、多くの遷移金属塩と比較して一般的に急性化学毒性が低いですが、他の可溶性アルカリ塩と同様に、過剰曝露は大量に吸収された場合に電解質バランスを乱す可能性があります。生物学的に活性なアルカリ陽イオンとして、ルビジウムは一部の生物系でカリウムの一部を代替することがあります。慢性または高用量の曝露は避けるべきです。環境動態は水媒体中の溶解性および移動性に支配され、可溶性ルビジウム化合物は土壌および水中で移動性があり、制御されていない放出を最小化する管理が必要です。
保管および取扱い上の留意点
ルビジウム塩は標準的な産業化学衛生措置を用いて取り扱ってください：粉塵の吸入を避け、皮膚および眼への接触を防ぎ、適切な手袋と眼の保護具を使用し、粉塵発生作業には局所排気を設けてください。密閉容器に入れ、冷涼で乾燥した換気の良い場所に保管し、不適合物質（強い錯形成剤および反応性金属との相溶性を評価）から遠ざけてください。元素状ルビジウム（金属）は非常に反応性が高く、特殊な保管および取扱いが必要ですが、ここで述べる通常のイオン性塩には該当しません。詳細な危険性、輸送および法規制情報については、製品別安全データシート（SDS）および現地法規をご参照ください。
