Цезий

химичен елемент с атомен номер 55

Цезият (Cs) е химичен елемент с атомен номер 55 и атомна маса 133 от групата на алкалните метали.

Цезий
Цезий – мек и златист метал
Цезий – мек и златист метал
Мек и златист метал
Спектрални линии на цезий
Спектрални линии на цезий
КсенонЦезийБарий
Rb

Cs

Fr
Периодична система
Общи данни
Име, символ, ZЦезий, Cs, 55
Група, период, блок1, 6, s
Химическа серияалкален метал
Електронна конфигурация[Xe] 6s1
e- на енергийно ниво2, 8, 18, 18, 8, 1
CAS номер7440-46-2
Свойства на атома
Атомна маса132,90545196 u
Атомен радиус (изч.)260 (298) pm
Ковалентен радиус244±11 pm
Радиус на ван дер Ваалс343 pm
Степен на окисление1, −1[1]
ОксидCs2O (силно основен)
Електроотрицателност
(Скала на Полинг)
0,79
Йонизационна енергияI: 375,7 kJ/mol
II: 2234,3 kJ/mol
III: 3400 kJ/mol
Физични свойства
Агрегатно състояниетвърдо вещество
Кристална структуракубична обемноцентрирана
Плътност1930 kg/m3
Температура на топене301,7 K (28,7 °C)
Температура на кипене944 K (671 °C)
Моларен обем7,0732×10-5 m3/mol
Критична точка1938 K;
9,4×106 Pa [2]
Специф. топлина на топене2,09 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение63,9 kJ/mol
Налягане на парата
P (Pa)110102103104105
T (K)418469534623750940
Специф. топл. капацитет242 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост5×106 S/m
Специф. ел. съпротивление0,205 Ω.mm2/m
Топлопроводимост35,9 W/(m·K)
Магнетизъмпарамагнитен[3]
Модул на еластичност1,7 GPa
Модул на свиваемост1,6 GPa
Твърдост по Моос0,2
Твърдост по Бринел0,14 MPa
История
Наименуванот латинското caesius – „небесно-син“
ОткритиеРоберт Бунзен и Густав Кирхоф (1860 г.)
ИзолиранеКарл Сетерберг (1882 г.)
Най-дълготрайни изотопи
ИзотопИРППТРПР
133Cs100 %стабилен
134Csсинт.2,0648 г.ε134Xe
β-134Ba
135Csрадио2,3×106 г.β-135Ba
137Csсинт.30,17 г.[4]β-137Ba
γ

История

Открит през 1860 г. от Роберт Бунзен и Густав Кирхоф чрез спектрален анализ.

Названието произхожда от латинското име caesius („небесно син“) поради яркосините линии в спектъра му.

Изотопи

Цезият е елемент с голям брой изотопи, 31 на брой, от 114Cs до 145Cs. От тях единствено 133Cs е стабилен, останалите са радиоактивни с период на полу-разпад от 0,57 секунди (114Cs) до 3×106 години (135Cs). Изотопът 137Cs е източник на гама кванти и се използва в медицината, но в същото време е един от най-опасните елементи при ядрена авария.

Свойства

Физични свойства

Цезият е мек метал със златист цвят, плътност 1879 kg×m-3 и температура на топене 301 K (29 °C). Това е един от трите метала (заедно с живак и галий), който може да се срещне в течно състояние при температури близки до стайните.

Химични свойства

Цезият е най-активният елемент от групата на алкалните метали и притежава всички характерни свойства за тази група.

Взаимодействие с кислород

Цезият реагира с кислород и поради голямата му активност се образува цезиев пероксид.

2Cs + O2 → Cs2O2

Взаимодействие с вода

Цезият реагира с водата с взрив, като в резултат се получава цезиева основа и се отделя водород. При тази реакция се отделя също и голямо количество топлина. Получената цезиева основа е изключително силна и може да разяде дори и стъкло.

2Cs + 2H2O → 2CsOH + H2

Взаимодействие с халогени

Цезият реагира с всички халогени и образува цезиеви халогениди.

2Cs + F2 → 2CsF (цезиев флуорид)

2Cs + Cl2 → 2CsCl (цезиев хлорид)

2Cs + Br2 → 2CsBr (цезиев бромид)

2Cs + I2 → 2CsI (цезиев йодид)

Взаимодействие с киселини

Цезият реагира с разтвори на киселини и образува цезиеви соли, като се отделя водород.

2Cs + 2HCl → 2Cs+ + 2Cl- + H2

Разпространение и употреба

В природата, цезият се среща рядко, главно в някои минерали. Поради изключителната си химическа активност, този метал не се намира в чист вид, а се добива чрез електролиза или чрез редукция от негови съединения с Ca, Al, C.

Най-честата употреба на цезия е в осцилаторите на атомните часовници, които се базират на честотата на електромагнитното лъчение на атомите му. Цезият се използва също и в ядрената индустрия, като забавител в електровакуумните прибори и в медицината. Използва се и при термоустойчиви стъкла.

Източници

Използвана литература