ЦЕЗИЙ — металл со взрывным характером

Цезий — самый активный металл в мире.

Отличить цезий от любого другого элемента легко — это чрезвычайно легкоплавкий металл. Не стоит брать его в руки — он взрывается от соприкосновения со льдом, воздухом, водой, спиртом…

Цезий в ампуле
Цезий в ампуле

Как открыли элемент

История цезия начинается в XIX веке. Ученые (химики Кирхгоф и Бунзен) исследовали минеральные источники Шварцвальда с помощью спектрального анализа и нашли небесно-голубые линии неизвестного элемента. Элемент получил название по цвету линий на спектрограмме (caesius — голубой).

Свойства

цезий лементЦезий (Caesium) относится к щелочным металлам.

Характеристики:

  1. Чрезвычайно пирофорен: на открытом воздухе самовозгорается, в воде или на льду взрывается.
  2. Самый мягкий металл (режется ножом, как масло).
  3. Структура решетки объемноцентрированная, кубическая.
  4. Цвет серебристо-желтый.
  5. Парамагнитен.

Химические свойства цезия:

  1. При соприкосновении с водой взрывается.
  2. Азот — единственный элемент, который цезий «игнорирует» даже при нагреве.
  3. Металл является самым сильным восстановителем в природе.
  4. Активно реагирует со многими неметаллами.
  5. Растворяется почти во всех кислотах, образуя соли.
Свойства атома
Название, символ, номер цезий / caesium (Cs), 55
Атомная масса
(молярная масса)
132,9054519(2)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Xe] 6s1
Радиус атома 267 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 235 пм
Радиус иона (+1e) 167 пм
Электроотрицательность 0,79 (шкала Полинга)
Электродный потенциал -2,923
Степени окисления 0; +1
Энергия ионизации
(первый электрон)
 375,5 (3,89) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 1,873 г/см³
Температура плавления 28,7 °C[2]; 28,5 °C[3];

28,44 °C[4]

Температура кипения 667,6 °C[2]; 688 °C[3]; 669,2 °C[4]
Уд. теплота плавления 2,09 кДж/моль
Уд. теплота испарения 68,3 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 32,21[4] Дж/(K·моль)
Молярный объём 70,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая объёмноцентрированная
Параметры решётки 6,140 Å
Температура Дебая 39,2 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 35,9 Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-46-2

Добыча

Нахождение в природе затруднено ввиду «распыленности» цезиевых руд.

По добыче цезиевой руды лидирует Канада. Месторождение Берник-Лейк обладает 70% мировых запасов основной руды цезия — поллуцита. В России месторождения цезиевых минералов открыты на Кольском полуострове, в Саянах и Забайкалье.

Добыча цезия из руды

Производство металла затруднено сложностью извлечения металла высокой очистки из руд.

Кристаллы цезия
Кристаллы цезия

Способы получения предполагают ректификацию, очистку от мехпримесей, удаление следов газов (O2, H2, N2), ступенчатая кристаллизация.

Интересно: цезий хранят в герметичных сосудах, заполненных инертным газом, жидкостью или в вакууме.

Сплавы

В состав сплавов и соединений обычно входят: барий, сурьма, таллий. Эти сплавы получают методом электролиза.

Состав лигатуры, формула сплава Применение
Cs3Sb (сурьма) Фотокатоды
CsBi (висмут) Фотоэлементы
CsCl (хлор) В радиографии, в производстве электропроводящего стекла
CsI В инфракрасной оптике, в детекторах частиц
CsBr Входит в состав люминофоров
Познавательно: состав поверхности Марса проводили гамма-спектрометром на основе CsI (Tl).

Плюсы и минусы

К достоинствам металла можно отнести его невероятную активность. По чувствительности к свету ему нет равных. Из цезия легче всего получить (энергетически малозатратно) плазму.

Интересно: многие физики считают, что плазму целесообразно создавать, используя энергию атомных реакторов. Это даст возможность непосредственного превращения тепловой энергии в электрическую.

Недостатками можно считать сложность работы с металлом и ограниченный запас цезийсодержащих руд.

Познавательно: изотоп 137Cs — источник высокой радиоактивности в районе Чернобыля.

Использование цезия

Металл используют в двигателях орбитальных спутников, в МГД-генераторах.

цезий-133

Применение:

  1. В источниках тока для топливных элементов.
  2. В атомных часах (погрешность хода 1 секунда на 100 миллионов лет). Частота перехода для 137Cs равна 9193 Мгц, называемой «стандартом цезия». Это основной стандарт времени в передаче данных GPS, Интернета, мобильной связи.
  3. Для лечения рака используют радиоактивный 137Cs.
  4. В оптических приборах (оружейные прицелы, бинокли, ноктовизоры).
  5. Лазеры с очень высоким КПД.
Познавательно: японские ученые изобрели ткань, которая может впитывать радиоактивный цезий из воды и почвы.

Купить соединения металла

Цены на соединения металла:

  • Cs2WO4 от 19500 рублей за кг;
  • CsF 14000 рублей за килограмм;
  • CsBr, CsI 3000 руб/кг.

Рекомендуем:  ЛАТУНЬ - сплав из легендарной Атлантиды
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector