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El rubidio o Rb es un elemento de número atómico 37 perteneciente a la familia de los metales alcalinos. Fue descubierto por los científicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Kirchhoff en sus trabajos espectroscópicos sobre la lepidolita en 1861. El rubidio, del griego rubidus, debe su nombre al color de las líneas espectrales rojo oscuro asociadas al elemento. Las características del rubidio son similares a los elementos adyacentes en el grupo 1 de la tabla periódica, el potasio y el cesio. Esta similitud aumenta las posibilidades de uso del rubidio, ya que puede ser un sustituto ideal de estos dos materiales en numerosas aplicaciones.
El rubidio se presenta típicamente en estado sólido, de color blanco plateado. Se encuentra en el 5º período de la clasificación y presenta un bloque de tipo s. Comparte las características comunes al grupo de los metales alcalinos en términos de dureza y reactividad. Según estas propiedades, cuanto mayor es el número de masa del elemento, mayor es su densidad y reactividad y menor es su dureza y punto de fusión.
Según esta regla y su posición en el grupo de los metales alcalinos, el rubidio es un metal blando, muy reactivo con los halógenos y particularmente con el agua (peligro de explosión) y el aire (peligro de inflamación). También se oxida fácilmente. Esta reactividad hace que el rubidio tenga varios compuestos, incluyendo el cloruro de rubidio (RbCl), el hidróxido de rubidio y cuatro óxidos conocidos (Rb2O, Rb2O2, Rb2O3 y Rb2O4). Estas son las propiedades atómicas y físicas del rubidio:
El rubidio es un elemento monoisotópico. Aunque cuenta con 32 isótopos identificados con un número de masa que va de 71 a 102, solo dos de ellos existen en la naturaleza. El único isótopo estable del rubidio de número de masa A = 85 (85Rb) presenta una prevalencia del 72,2%. El 27,8% de la forma natural del rubidio se presenta como el radioisótopo 87Rb.
El rubidio se encuentra en pequeñas cantidades en diferentes minerales, especialmente la lepidolita y la polucita. La lepidolita puede contener hasta un 3,5% de rubidio, mientras que la polucita contiene hasta un 1,5%. El Rb también está presente en las pegmatitas, la carnalita y la trifilita. Estos recursos se encuentran principalmente en Afganistán, Australia, Canadá, China, Dinamarca, Alemania, Japón, Kazajistán, Namibia, Perú, Rusia, Reino Unido, Estados Unidos y Zambia. Las evaporitas también pueden contener rubidio, ya que este último también se encuentra en las aguas, especialmente en Francia y Alemania. Su contenido en el agua de mar y en las aguas dulces es de 2 × 10−5 y 6 × 10−5, respectivamente.
En 2022, la reserva de rubidio en manos de los mayores explotadores mineros del material, especialmente Australia, Canadá, China y Namibia, se estimó en menos de 200.000 toneladas. Se puede esperar que estas cifras disminuyan en un futuro próximo con la escasez de recursos minerales y los costes consecuentes que requieren la extracción y la concentración de los elementos. Sin embargo, se están llevando a cabo investigaciones para descubrir métodos alternativos e industriales de producción de rubidio, dada su importancia en numerosas aplicaciones.
El rubidio y sus isótopos se utilizan en una variedad de campos, desde los sectores más críticos como la investigación y el desarrollo hasta el entretenimiento, pasando por la geología. En pirotecnia, por ejemplo, permite dar un tinte violeta a los fuegos artificiales. En geología, el rubidio-87 se utiliza para determinar la edad de las rocas.
En medicina, el rubidio-82 se utiliza en imágenes cardíacas para detectar anomalías cardíacas; el rubidio-81 sirve como generador de kriptón-81m en la gammagrafía pulmonar. También está presente en ciertos medicamentos antipsicóticos, especialmente para el tratamiento de la esquizofrenia. La similitud de las propiedades del rubidio con el potasio permite al elemento sustituir a este último en los exámenes de perfusión miocárdica.
Dos compuestos del rubidio, el óxido de rubidio o el carbonato de rubidio también entran en la composición de vidrios templados para fibras ópticas de telecomunicación. Permiten reducir la conductibilidad eléctrica del vidrio y aumentar su estabilidad y durabilidad.
En electrónica, se utiliza con o como sustituto del cesio en las células fotoeléctricas. Permite mejorar la eficiencia de conversión de los materiales que componen las células y la robustez del sistema. Sensor de gas para tubos catódicos y tubos electrónicos: se utiliza como getter (captador de moléculas gaseosas) para perfeccionar el vacío. El rubidio también se utiliza en el diseño de relojes atómicos comerciales con una transición hiperfina que tiene un margen de error de solo 1 segundo en poco más de 600 años. También forma parte de la composición de los tubos catódicos de las antiguas televisiones como captador de gas para establecer el vacío.
El rubidio (isótopos 85 y 87) es un activo muy utilizado en experimentos de física atómica, gracias a sus transiciones asimilables a longitudes de onda de láser clásicas (780 nm para la transición 5s-5p en particular). Las fuentes atómicas, que permiten medir la frecuencia de una transición atómica, funcionan con 87Rb enfriado y manipulado por láser. Pueden alcanzar estabilidades relativas de frecuencia entre 10−13 y 110−14.
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