Циклопедия скорбит по жертвам террористического акта в Крокус-Сити (Красногорск, МО)

Цезий

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Цезий

Химический элемент
Очень мягкий, вязкий серебристо-жёлтый металл
Символ, номер
Cs, 55
Атомная масса
132,905 а.е.м.
Электронная конфигурация
[Xe] 6s1
Электроотрицательность
0,79 по шкале Поллинга
Степени окисления
1
Плотность
1,873 г/см³
Температура плавления
28,44°С
Температура кипения
669,2 °C
Молярная теплоёмкость
 Дж/(K·моль)
Структура кристаллической решетки
кубическая объёмноцентрированная
Теплопроводность
(300 K) 35,9 Вт/(м·К)
Цезий - самый активный металл на Земле! // Thoisoi [6:59]

Цезий — металл, элемент № 55 таблицы Менделеева.

История[править]

Открыт спектральным анализом Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном в 1860 году. Название происходит от лат. Caesium — небесно-голубой, так как элемент открыт по ярко-синим спектральным линиям.

Общая характеристика[править]

Плавление цезия

Простое вещество. Мягкий металл серебристого цвета, относится к щелочным металлам. Химически очень активен, взрывается от контакта с водой, энергично реагирует с галогенами, серой и др. веществами. Цезий — типичный редкий и рассеянный элемент. Большинство его соединений — ионные.

Распространение[править]

Содержание цезия в земной коре 3,7 • 10−4 мас.%. Цезий геохимически тесно связан с гранитными расплавом; концентрируется в пегматитах вместе с Li, Be, Y и Nb. Известно несколько собственных минералов цезия, из них поллуцит и авогадрит имеют промышленное значение. Выделяется также воробьевит (Be2CsAl2(Si6O18)).

Получение[править]

Промышленно цезий получается в виде соединений, образующихся при обработке минерала Поллуцит соляной или серной кислотами. Первый процесс включает в себя обработку исходного минерала подогретой соляной кислотой, добавление хлорида сурьмы SbCl3 для осаждения соединения Cs3[Sb2Cl9] и промывка горячей водой или раствором аммиака с образованием хлорида цезия CsCl. При втором — минерал обрабатывается подогретой серной кислотой с образованием алюмоцезиевих квасцов CsAl(SO4)2·12H2O.

Существует несколько лабораторных методов получения цезия. Он может быть получен:

  • нагреванием в вакууме смеси хромата или дихромата цезия с цирконием;

  • разложением азида цезия в вакууме; нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция . При этом летучий цезий оседает на холодные части реакционной установки:

Все методы являются трудоемкими. Второй позволяет получить высокочистый металл, однако является взрывоопасным и требует на реализацию несколько суток.

Применение[править]

Применяют при изготовлении фотокатодов. Благодаря исключительным свойствам цезия — наибольшему размеру катионов (0,165 нм), младшему потенциала ионизации (3,89 eV) и низкой работе выхода электрона (1,87 eV) при облучении его солнечными лучами, а также нагревании он становится источником потока электронов, на чем основано производство эмиссионных фотоэлементов, фотоэлектронных умножителей, электронно-оптических преобразователей, солнечных батарей. Большие перспективы открывает использование его в качестве топлива в ионных ракетных двигателях для космических полетов, а также для повышения эффективности работы плазменных генераторов, то есть непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую, которая осуществляется в магнитогидродинамических (МГД) генераторов и термоэлектронных преобразователях (ТЭП). Все это обусловило быстрый рост его производства — из нескольких десятков килограммов до первых десятков тонн. Цезий применяют также в производстве газовых лазеров.

Металлургия[править]

Применялся для повышения жаропрочности магния и алюминия, так например при добавлении 0,3-0,4 % цезия к магнию в 3 раза повышает его прочность на разрыв и резко улучшает его коррозионную стойкость, но из-за высокой цены и наличие других более дешевых металлов для легирования он не используется для этих целей.

Производство электродов[править]

Особое место и большое применение металлического цезия в последние годы является в использовании его в качестве добавки к вольфрама для производства электродов мощных осветительных дуговых ламп и электродов, применяемых для сварки алюминия, магния, титана, нержавеющей стали и целого ряда активных сплавов в среде аргона, гелия и водорода. Применение этой добавки (0,1-0,35 %) в значительной степени облегчает зажигание и горение дуги при низком напряжении.

Цезий-137[править]

Радиоактивность цезия-137 [0:47]

Цезий-137 — искусственный радиоактивный изотоп цезия. Излучение, которое используется для нужд рентгенотерапии.

Японские учреждения AIST (Agency of Industrial Science and Technology) разработали метод для удаления радиоактивного цезия из почвы и воды в 2011 году. Он использует берлинскую лазурь.[1][2][3]

Биологическая роль[править]

Цезий относят к малоизученным микроэлементам. Он находится в окружающей среде и поступает в организм различными путями, в основном через пищу.

Источники[править]

Литература[править]

  • Глоссарий терминов по химии // Й.Опейда, О.Швайка. Ин-т физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко НАН Украины, Донецкий национальный университет — Донецк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
  • Горный энциклопедический словарь: в 3 т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Восточный издательский дом, 2001—2004.
[]
Электрохимический ряд активности металлов

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au