Introduction
Le rubidium (symbole Rb, numéro atomique 37) est un élément chimique appartenant au groupe 1 du tableau périodique, celui des métaux alcalins. Moins connu que le sodium ou le potassium, il partage leurs propriétés de grande réactivité et de douceur. Sa découverte marqua un tournant dans l'analyse chimique, car elle fut la première réalisée par la toute nouvelle technique de spectroscopie. Bien que relativement rare dans ses applications industrielles de masse, le rubidium joue un rôle crucial dans des domaines de haute technologie et de recherche fondamentale.
Description
Le rubidium est un métal mou, d'aspect blanc argenté qui se ternit rapidement au contact de l'air, formant un mélange complexe d'oxydes et d'hydroxydes. Comme les autres alcalins, il réagit violemment avec l'eau, dégageant de l'hydrogène qui peut s'enflammer spontanément en raison de la chaleur dégagée. Il fond à seulement 39,3 °C et bout à 688 °C. Dans la nature, le rubidium n'existe jamais à l'état natif. Il est toujours présent à l'état de traces, associé à d'autres éléments, principalement dans des minéraux comme la lépidolite, la carnallite et la pollucite. Sa faible abondance dans la croûte terrestre (environ 90 ppm) en fait un élément assez rare. Il possède deux isotopes naturels : le Rb-85 (stable, 72,2%) et le Rb-87 (radioactif, 27,8%), ce dernier ayant une demi-vie extrêmement longue d'environ 49 milliards d'années, utilisée en datation géologique.
Histoire
L'histoire du rubidium est intimement liée à l'invention du spectroscope. En 1861, les chimistes allemands Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff, pionniers de cette technique, analysaient un échantillon de lépidolite. En chauffant le minéral, ils observèrent dans son spectre de nouvelles raies spectrales d'un rouge profond (carmin) qui n'appartenaient à aucun élément connu. Ils nommèrent donc le nouvel élément « rubidium », du latin *rubidus* signifiant « rouge foncé ». Bunsen réussit par la suite à isoler le métal par électrolyse du chlorure de rubidium fondu. Cette découverte valida la puissance de la spectroscopie comme outil de détection et ouvrit la voie à la découverte d'autres éléments par cette méthode.
Caracteristiques
Les caractéristiques principales du rubidium découlent de sa position dans le tableau périodique. C'est un métal alcalin, donc il possède un seul électron sur sa couche externe (configuration électronique [Kr]5s¹), qu'il cède très facilement pour former l'ion Rb⁺. Cela en fait un agent réducteur très puissant. Sa réactivité est si grande qu'il doit être conservé sous atmosphère inerte (argon) ou sous huile minérale anhydre. Une propriété clé de l'isotope Rb-87 est sa transition hyperfine, qui est utilisée comme référence de fréquence extrêmement stable. Le rubidium est également pyrophorique et peut s'enflammer spontanément dans l'air. Chimiquement, il est très similaire au potassium, au point que les systèmes biologiques peuvent le confondre avec ce dernier, bien qu'il n'ait aucun rôle biologique connu.
Importance
L'importance du rubidium réside dans des applications de niche mais hautement spécialisées. Son utilisation la plus répandue est dans les horloges atomiques dites « à vapeur de rubidium ». Ces horloges, moins précises que les horloges au césium mais plus compactes et moins chères, sont essentielles pour la synchronisation des réseaux de télécommunications, des systèmes de navigation par satellite (comme GPS et Galileo) et des serveurs de temps. En recherche, le rubidium est utilisé pour refroidir et piéger des atomes à des températures proches du zéro absolu, ouvrant la voie à l'étude de la matière quantique et des condensats de Bose-Einstein. En médecine nucléaire, l'isotope Rb-82, produit par un générateur, est utilisé en tomographie par émission de positons (TEP) pour évaluer la perfusion du myocarde et diagnostiquer les maladies coronariennes. Bien que marginal dans l'industrie lourde, son impact sur les technologies de précision et la recherche est considérable.
