Ундекартутьрубидий

Ундекартутьрубидий (RbHg₁₁) — бинарное интерметаллическое соединение рубидия и ртути с атомным соотношением 1:11. В специальной литературе встречаются названия: амальгама рубидия ртутная, полярная амальгама рубидия. Соединение относится к классу интерметаллидов — не является ни солью, ни оксидом. Связь в кристалле — металлическая с ионным вкладом: атомы ртути образуют ковалентно-металлическую сетку, рубидий встраивается в неё как катион Rb⁺. В природе не встречается, получается только синтетически.

Кристаллическая структура RbHg₁₁

Ундекартутьрубидий кристаллизуется в кубической сингонии, пространственная группа Pm‑3m. Параметр элементарной ячейки a = 970,7 пм (по данным монокристального рентгеноструктурного анализа). В элементарной ячейке три формульных единицы (Z = 3).

Атом рубидия координирован двенадцатью атомами ртути и образует кубооктаэдр RbHg₁₂. Эти кубооктаэдры сочленяются вершинами с аналогичными полиэдрами HgHg₁₂. Структурно соединение изотипно KHg₁₁ и является ртутнейшей (по мольной доле ртути) термодинамически стабильной фазой в системе Rb–Hg.

Физические и химические свойства

Основные физические характеристики

Термическое поведение

RbHg₁₁ разлагается перитектически, то есть при нагреве распадается на жидкую ртутьсодержащую фазу и твёрдый остаток без образования гомогенного расплава. Точная температура перитектического разложения в открытых источниках не установлена. При разложении выделяются жидкая ртуть и металлический рубидий, оба компонента опасны (ртуть — как летучий яд, рубидий — как пирофорный металл, воспламеняющийся на воздухе).

Магнитные свойства и сверхпроводимость

RbHg₁₁ и его калиевый аналог KHg₁₁ проявляют аномальное поведение диамагнитной восприимчивости: при охлаждении от 300 K до 4 K её абсолютная величина возрастает. Ниже ~3 K в условиях охлаждения в магнитном поле фиксируется скачкообразный рост диамагнитной восприимчивости — эффект Мейснера. Это означает, что RbHg₁₁ является сверхпроводником с температурой перехода T_c ниже 3 K. Сверхпроводящий переход подтверждён экспериментально и представляет основной научный интерес к данному соединению.

Токсичность и безопасность при обращении

RbHg₁₁ содержит 91,7 мол.% ртути. Это определяет его чрезвычайную токсичность. По ПДК ртути в воздухе рабочей зоны (0,01 мг/м³, ГОСТ 12.1.005) соединение относится к 1 классу опасности («чрезвычайно опасные химические вещества»). Пары ртути, выделяющиеся при нагреве или разложении, являются основным маршрутом отравления. При разложении высвобождается также металлический рубидий, который пирофорен и взрывоопасен при контакте с водой.

Требования при работе: герметичная тара с инертной атмосферой (аргон), хранение при температурах, исключающих разложение, работа в боксе с вытяжной вентиляцией и в средствах защиты органов дыхания (противогаз или респиратор с патроном от ртутных паров), защитных перчатках и очках. Транспортировка — как для соединений ртути 1 класса опасности. Утилизация — только через специализированные организации, имеющие лицензию на обращение с ртутьсодержащими отходами.

Получение

Соединение не встречается в природе и может быть синтезировано только лабораторным путём — сплавлением стехиометрических количеств элементарного рубидия и ртути в инертной атмосфере. Продуктами реакции являются однофазные поликристаллические образцы RbHg₁₁. Единичные монокристаллы, пригодные для рентгеноструктурного анализа, выращиваются специальными методами направленной кристаллизации.

Применение и поставка

Единственная документально подтверждённая область применения RbHg₁₁ — научные исследования в области физики низких температур и сверхпроводимости. Соединение используется как модельный объект для изучения сверхпроводящих переходов в полярных амальгамах щелочных металлов, а также для исследования взаимосвязи кристаллической структуры и электронных свойств ртутьсодержащих интерметаллидов. Промышленного применения не имеет.

Поставка осуществляется в минимальных исследовательских количествах в герметичных ампулах с инертной атмосферой. Материал относится к малотоннажным реактивам для научных лабораторий. Условия поставки, упаковка и минимальные партии — по запросу.

Смотрите также другие интерметаллические соединения рубидия в нашем каталоге: станнид рубидия и висмутид трирубидия.