루비듐 양이온 (22537-38-8) 물리적 및 화학적 특성
루비듐 양이온
무가치성 루비듐 (Rb+) 양이온으로 무기염, 분석 표준물질 및 특수 연구개발용으로 공급됩니다.
| CAS 번호 | 22537-38-8 |
| 분류 | 알칼리 금속 양이온 / 무기염 |
| 일반 형태 | 분말 또는 결정 고체 (염 형태) |
| 일반 등급 | EP |
루비듐 양이온은 알칼리 금속 계열에 속하는 단가 무기 양이온으로, 루비듐 원소의 단일 전하를 가진 이온 형태입니다. 구조적으로는 단일 원자로 구성된 양이온이며, 단일 원자가 전자 \(5s\)를 잃은 후 닫힌 껍질 귀족 가스 전자 배열을 가집니다; 명목식은 \(\mathrm{Rb}^+\)입니다. 알칼리 금속 양이온으로서 \(\mathrm{Rb}^+\)는 크기가 작고 전하가 높은 이온에 비해 분극력이 낮으며, 수용액에서 강하게 수화되어 생체 1차 용매껍질 용매화 복합체를 형성합니다.
전자적으로 및 화학적으로 \(\mathrm{Rb}^+\)는 대부분의 수용액 및 비수용액계에서 단단한(monovalent) 관찰자 이온(hard, monovalent spectator cation)처럼 행동합니다: 브뢴스테드 산도는 무시할 수준이며, 가수분해도 거의 없고 중성 리간드와는 약한 특이적 상호작용만 보입니다. 크기 선택적 착화제(예: 크라운 에터 또는 크립탠드)에 의해 선택될 때 예외입니다. 순이온의 상대적인 친지질성(lipophilicity)은 낮으며, 용매화와 이온쌍 형성이 혼합 용매 내 분배 거동을 좌우합니다. 산화/환원 거동은 금속 원소(루비듐 금속은 매우 환원적임)에 관련되며, 양이온 형태는 일반적인 실험실 및 산업 조건 하에서 화학적으로 안정하고 용해성 염으로 흔히 존재합니다.
이 물질의 일반 상업 등급으로는 EP가 보고되어 있습니다.
기본 물리적 특성
밀도
현 데이터 내에서 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 없습니다.
융해점 또는 분해점
기재된 융해점: \(39\,^\circ\mathrm{C}\). 이 값은 금속 원소의 상전이에 해당합니다; \(\mathrm{Rb}^+\) 염과 착물 형태의 융해 또는 분해 온도는 상대 음이온 및 격자/용매화 구조에 따라 크게 다릅니다.
수용해도
현 데이터 내에서 이 특성에 대한 실험적으로 확립된 값은 없습니다.
용액 pH (정성적 거동)
단순 단가 알칼리 이온으로서 \(\mathrm{Rb}^+\)는 수중에서 본질적으로 가수분해하지 않으며 산-염기 화학에서 관찰자 이온으로 작용합니다. 중성 음이온(염화물, 질산염, 황산염 등)에서 유래한 루비듐 염 수용액은 보통 중성 pH를 나타내며, 음이온 또는 용존 불순물에 의해 산성도 또는 염기성이 부여되지 않는 한 pH 변동은 거의 없습니다. 실험실 및 산업 공정에서 일반 농도 하에서는 \(\mathrm{Rb}^+\) 자체가 pH에 미치는 영향은 기대되지 않습니다.
화학적 특성
산-염기 거동
\(\mathrm{Rb}^+\)는 프로톤 공여자가 아니며 브뢴스테드 산도가 무시할 수준으로 매우 낮습니다; 탈양성자화와 관련된 측정 가능한 \(\mathrm{p}K_a\)가 없습니다. 수중에서 이 이온은 강하게 용매화되지만 단일 양전하와 큰 이온 반경으로 인해 전하 밀도가 낮고 1차 용매화 물 분자에 대한 분극력이 약하여 가수분해가 거의 일어나지 않습니다. 혼합 용매계 또는 강력한 배위 리간드 존재 하에서는 \(\mathrm{Rb}^+\)가 배위 복합체를 형성할 수 있으나, 이러한 복합체는 보통 불안정하고 정전기적 상호작용이 우세합니다.
반응성 및 안정성
루비듐 양이온은 일반적인 수용액 및 고체 매트릭스 내에서 화학적으로 안정합니다. 전형적 음이온과 이온 결정체를 형성하며, 이들 염은 보통 일반 취급 조건에서 공기 및 습기에 대해 안정합니다. 이 양이온은 이온교환 평형에 참여할 수 있으며 크라운 에터·크립탠드 등 크기 선택적 매크로사이클릭 리간드에 의해 가려지거나 무기 이온교환 매체에 의해 교환됩니다. 산화환원 화학은 \(\mathrm{Rb}^+\)에 적용되지 않습니다(금속 환원은 매우 강력한 환원 조건이 필요하며 양이온이 아닌 원소 형태에 해당). 열적, 광화학적 또는 산화 불안정성은 주로 음이온 및 고체격자 특성에 의해 결정되며, 양이온 자체의 성질은 아닙니다.
분자 및 이온적 매개변수
분자식 및 분자량
- 분자식: \(\mathrm{Rb}^+\)
- 분자량(명목): \(85.468\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- 정확 질량 / 단일 동위원소 질량: \(84.91178974\) (원자 질량 단위)
추가 계산된 기술자: 위상 극성 표면적 \(=0\); 공식 전하 \(=+1\); 무거운 원자 수 \(=1\).
구성 이온
주요 이온종은 루비듐 양이온 \(\mathrm{Rb}^+\)입니다. 실제로 \(\mathrm{Rb}^+\)는 다양한 음이온과 짝지어져 존재하며(산업 및 실험실에서 일반적인 예로는 염화물, 질산염, 황산염 및 할로겐화물 또는 산소 음이온이 있음), 이온쌍 형성, 격자 포장 및 용매화 껍질 구조가 최종 염의 거시적 특성(용해도, 융해점, 전도도)을 결정합니다.
식별자 및 동의어
등록 번호 및 코드
- 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
동의어 및 일반 명칭
등록자 제공 동의어 및 일반 명칭: - 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
산업 및 상업적 응용
기능적 역할 및 사용 부문
루비듐 이온 형태는 크기가 큰 알칼리 금속 양이온이 요구되는 화학적 또는 물리적 속성을 필요로 하는 곳에 주로 사용됩니다. 루비듐 염 및 용액의 상업적·기술적 역할은 특수 유리 제형 내 도핑제, 특정 전자 및 광학 소재 성분, 화학 합성 및 분석 화학 시약, 이온 수송 및 이온 배위 기초 연구용 시약 등에 포함됩니다. 동위원소 특정 형태(예: 방사성 동위원소)는 핵의학 및 추적연구에 활용되며, 이 경우는 동위원소 및 방사화학 처리와 관련이 있으며 비방사성 양이온의 고유한 화학 반응성과는 무관합니다.
대표적 적용 예
- 알칼리 금속 이온 효과 및 이온교환 실험 연구를 위한 실험실 시약.
- 굴절률 등 특성 조절을 위한 특수 유리 및 세라믹 제형 내 도펀트 또는 변조제.
- 전기화학 및 전도도 기준 실험용 루비듐 이온 공급원.
- 분석 프로토콜에서 표준화 용액 및 교정 물질의 구성 요소(특정 상황에서 칼륨과 유사한 이온 크기 및 거동을 고려하여 선택됨).
구매 또는 제형 결정에 필요한 특정 간결한 적용 요약이 요구되는 경우, 선택은 의도된 대이온, 순도 등급 및 동위원소 조성을 고려하여 이루어져야 합니다.
안전 및 취급 개요
건강 및 환경 위험
루비듐 염은 일반적으로 많은 전이금속 염과 비교했을 때 급성 화학 독성이 낮지만, 다른 용해성 알칼리 금속 염과 마찬가지로 과도한 노출 시 상당한 양이 흡수되면 전해질 균형이 교란될 수 있습니다. 생물학적으로 활성이 있는 알칼리 양이온으로서 루비듐은 일부 생물학적 시스템에서 칼륨을 부분적으로 대체할 수 있으므로 만성 또는 고용량 노출은 피해야 합니다. 환경 내 동태는 수용액 내 용해도 및 이동성에 의해 지배되며, 용해성 루비듐 화합물은 토양 및 수중에서 이동할 수 있으므로 통제되지 않은 방출을 최소화하도록 관리해야 합니다.
저장 및 취급 고려사항
루비듐 염은 표준 산업 화학 위생 조치를 준수하여 취급해야 합니다: 분진 흡입을 피하고 피부 및 눈과의 접촉을 방지하며, 적절한 장갑 및 안구 보호구를 사용하고 분진 발생 작업 시局부 배기 설비를 제공해야 합니다. 밀폐된 용기에 보관하되, 냉암소 및 환기가 잘 되는 장소에서 비호환 물질과 떨어뜨려 보관해야 하며(강력한 착화제 및 반응성 금속과의 호환성을 평가해야 함), 루비듐 금속(원소 형태)은 매우 반응성이 높아 특수 저장 및 취급이 필요하지만, 여기서 다루는 일반적인 이온성 염에는 해당되지 않습니다. 상세한 위험성, 운송 및 규제 정보는 제품별 안전보건자료(SDS)와 지역 법규를 참조해야 합니다.
