Цезий

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск

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
Структура кристаллической решетки кубическая объёмноцентрированная
Теплопроводность (300 K) 35,9 Вт/(м·К)

Цезий — металл, элемент № 55 таблицы Менделеева.

Содержание

[править] История

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.

[править] Общая характеристика

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.

[править] Распространение

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)).

[править] Получение

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;

[math]\mathrm {Cs_2Cr_2O_7 + 2Zr \longrightarrow 2Cs + 2ZrO_2 + Cr_2O_3}[/math]

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

[math]\mathrm {2CsCl + Ca \longrightarrow 2Cs \uparrow + CaCl_2}[/math]

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

[править] Применение

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.

[править] Металлургия

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.

[править] Производство электродов

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.

[править] Цезий-137

Радиоактивность цезия-137

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]

[править] Биологическая роль

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

[править] Источники

[править] Литература

  • 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.
Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты