酸化ルビジウム

酸化ルビジウム：性質、反応、そして構造

酸化[ルビジウム]]は、アルカリ金属であるルビジウムの酸化物であり、化学式Rb₂Oで表されます。淡黄色の粉末状物質で、水と激しく反応して多量の熱を発生し、水酸化[[ルビジウム]を生成することで知られています。

[ルビジウム]]と酸素の反応は多様で、過酸化ルビジウム]、超酸化[ルビジウム]、オゾン化[ルビジウム]など、様々な酸化状態の化合物が存在します。さらに、化学量論的組成からずれた非化学量論的な金属[[亜酸化物も知られています。しかしながら、一般的に「酸化ルビジウム」といえば、Rb₂O、つまりルビジウムイオン(Rb⁺)と酸化物イオン(O²⁻)から構成される化合物を指します。

合成法

酸化ルビジウムは、主に以下の2つの方法で合成されます。

1. 金属ルビジウムと酸素の反応: 金属ルビジウムを少量の空気と反応させます。この反応では、過剰に反応せずに残った金属ルビジウムを蒸留によって除去することで、純粋な酸化ルビジウムを得ることができます。反応式は以下の通りです。

4Rb + O₂ → 2Rb₂O

2. [水]]酸化ルビジウムとルビジウムの反応: 水酸化ルビジウム]と[[ルビジウム金属を加熱して反応させることでも合成できます。この方法では、以下の反応が起こります。

2RbOH + 2Rb → 2Rb₂O + H₂

性質と反応

酸化ルビジウムは、水と激しく反応して水酸化ルビジウムを生成する特徴を持ちます。この反応は発熱反応であり、多量の熱を発生します。反応式とエンタルピー変化は以下の通りです。

Rb₂O + H₂O → 2RbOH, ΔH = -211.6 kJ mol⁻¹

水溶液中では、完全に電離してルビジウムイオンと水酸化物イオンを生成します。

Rb₂O + H₂O → 2Rb⁺(aq) + 2OH⁻(aq), ΔH = -337.4 kJ mol⁻¹

高温下では、400℃を超えると不均化反応を起こし、過酸化ルビジウムとルビジウム金属に分解します。

2Rb₂O → Rb₂O₂ + 2Rb

また、水素気流中で加熱すると、水酸化ルビジウムと水素化ルビジウムを生成します。

Rb₂O + H₂ → RbOH + RbH

結晶構造

酸化ルビジウムは、酸化カリウムや酸化ナトリウムと同様に、立方晶系の逆蛍石型構造をとります。この構造において、ルビジウムイオン(Rb⁺)は正四面体4配位、酸化物イオン(O²⁻)は立方体8配位を形成しています。格子定数はa = 6.742Åです。

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