Цезий металлический цезий 133

Обновлено: 16.05.2024

Тает в руках, но не снег – загадка из раздела «химия». Отгадка – цезий. Температура плавления этого металла равна 24,5 градусам Цельсия. Вещество, буквально утекающее сквозь пальцы, открыто в 1860-ом году. Цезий стал первым элементом, обнаруженным с помощью спектрального анализа.

Провели его Роберт Бунзен и Густав Киргоф. Химики изучали воды минеральных источников в Дюркхейме. Обнаружили магний, литий, кальций, стронций . Напоследок, поместили каплю воды в спектроскоп и увидели две линии синего цвета – свидетельство присутствия неизвестного вещества.

Для начала выделили его хлороплатинат. Ради 50 граммов переработали 300 тонн минеральной воды. С названием нового металла мудрить не стали. С латинского «цезий» переводится как «голубой».

Химические и физические свойства цезия

В спектроскопе металл лучится ярко-синий. В реальности же элемент схож с золотом , немного светлее его. В жидком состоянии желтизна цезия уходит, расплав становится серебристым. Добыть сырье для опытов непросто.

Из металлов элемент самый редкий и рассеянный в земной коре. В природе встречается лишь один изотоп – цезий 133. Он полностью устойчив, то есть не подвержен радиоактивному распаду.

Радиоактивные изотопы металла получены искусственно. 135-ый цезий – долгожитель. Период его полураспада приближается к 3 000 000 лет. Цезий 137 наполовину распадается за 33,5 года. Изотоп признан одним из основных источников загрязнения биосферы.

В нее нуклид попадает из сбросов заводов, атомных станций. Период полураспада цезия позволяет ему проникать в воды, почву, растения, накапливаться в них. Особенно много 137-го изотопа в пресноводных водорослях и лишайниках.

Будучи самым редким из металлов, цезий является еще и самым активным. Элемент щелочной, расположен в главной подгруппе 1-ой группы периодической системы, что уже обязывает вещество легко вступать в химические реакции. Их течение усиливает присутствие воды. Так, на воздухе атом цезия взрывается из-за нахождения ее паров в атмосфере.

Взаимодействие с водой сопровождается взрывом, даже если она замерзшая. Реакция со льдом возможна при -120-ти градусах Цельсия. Сухой лед – не исключение. Взрыв неизбежен и при контакте цезия с кислотами, простыми спиртами, галогенидами тяжелых металлов галогенами органического типа.

Взаимодействия легко запускаются по 2-м причинам. Первая – сильный отрицательный электрохимический потенциал. То есть, атом заряжен отрицательно, стремится притянуть к себе иные частицы.

Вторая причина – площадь поверхности цезия при реакциях с другими веществами. Тая в комнатных условиях, элемент растекается. Получается, что для взаимодействия открыто большее число атомов.

Активность элемента привела к отсутствии его чистой формы в природе. Встречаются лишь соединения, к примеру, соли . В их числе: хлорид цезия, фторид, йодит, азит, цианит, бромид и карбонат цезия. Все соли 55-го элемента легко растворяются в воде.

Если же работа ведется с гидроксидом цезия, бояться нужно не его растворения, а того, что он сам способен разрушить, к примеру, стекло. Его структура нарушается реагентом уже при комнатной температуре. Стоит повысить градус, гидроксид не пощадит и кобальт, никель , корунд, платину и железо.

Реакции проходят особенно быстро в кислородной среде. Противостоять гидроксиду цезия способен только родий . Во взаимодействие с 55-ым элементом не вступает и азот. Азит цезия получают только косвенным путем.

Применение цезия

Цезий, формула которого обеспечивает низкую работу выхода электрона, пригождается при изготовлении фотоэлементов. В приборах на основе 55-го вещества затраты на получение тока минимальны. Чувствительность же к излучению, напротив, максимальна.

Чтобы фотоэлектрическое оборудование не стоило запредельно из-за редкости цезия, его сплавляют с серебром , сурьмой , кальцием , барием . Как источник тока цезий применяется в топливных элементах. Твердый электролит на основе 55-го металла – часть автомобилей и высокоэнергоемких аккумуляторов.

Применяют 55-ый металл и в счетчиках заряженных частиц. Для них закупают йодит цезия. Активированный таллием, он регистрирует почти любые излучения. Цезиевые детекторы приобретают для атомных предприятий, геологической разведки, медицинских клиник.

Пользуются приборами и космической отрасли. В частности, «Марс-5» изучил элементарный состав поверхности красной планеты именно благодаря гамма-спектрометру на основе цезия.

Способность улавливать инфракрасные лучи – причина для применения в оптике. В нее добавляют бромид цезия и оксид цезия. Он есть в биноклях и очках ночного видения, оружейных прицелах. Последние, срабатывают даже из космоса.

137-ой изотоп элемента тоже нашел достойное применение. Радиоактивный нуклид не только загрязняет атмосферу, но и стерилизует продукты, точнее, тару для них. Полураспад цезия долог. Можно обработать миллионы консервов. Порой, стерилизуют и мясо – туши птиц и животных .

Обрабатывать 137-ым изотопом можно и медицинские инструменты, лекарства. Нуклид нужен и в самом лечении, если дело касается опухолей. Метод называется радиотерапией. Препараты с цезием дают и при шизофрении, дифтерии, язвенных заболеваниях, некоторых видах шока.

Металлурги нуждаются в чистом элементе. Его примешивают к сплавам алюминия и магния . Добавка повышает их жаропрочность. У магния , к примеру, она увеличивается втрое при лигатуре цезия всего в 0,3%.

Растет и прочность на разрыв, стойкость к коррозии. Правда, промышленники ищут альтернативу 55-му элементу. Слишком уж он дефицитен, не выгоден в цене.

Добыча цезия

Металл выделяют из поллуцита. Это водный алюмосиликат натрия и цезия. Минералов, содержащих 55-ый элемент единицы. В поллуците процентовка цезия делает добычу экономически обоснованной. Немало металла и в авогардите. Однако, этот камень сам столь же редок, как и цезий.

Промышленники вскрывают поллуцит хлоридами или сульфатами. Цезий из камня выделяют, погружая его в подогретую соляную кислоту. Туда же засыпают хлорид сурьмы. Образуется осадок.

Его промывают горячей водой. Итог операций – хлорид цезия. При работе с сульфатом, поллуцит погружают в серную кислоту. На выходе образуются алюмоцезиевые квасцы.

В лабораториях применяют другие методы получения 55-го элемента. Их 3, все трудоемки. Можно нагреть дихромат и хромат цезия с цирконием. Но, для этого требуется вакуум. Он нужен и для разложения азида цезия. Без вакуума обходятся лишь при нагреве специально подготовленного кальция и хлорида 55-го металла.

Цена цезия

В России добычей и переработкой поллуцита занимается Завод редких металлов в Новосибирске. Продукцию предлагает и Горно-обогатительный комбинат Ловозерска. Последний предлагает цезий в ампулах по 10 и 15 миллиграммов.

Они идут в пачках по 1000 штук. Минимальная цена – 6000 рублей. Севредмет тоже торгует ампулами, но готов осуществлять поставки меньших объемов, — от 250-ти граммов.

Если чистота металла 99,9%, за один грамм, как правило, просят в районе 15-20-ти долларов США. Речь идет об устойчивом 133-ем изотопе 55-го элемента периодической системы Менделеева .

ЦЕЗИЙ — металл со взрывным характером

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 (Caesium) относится к щелочным металлам.

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

Химические свойства цезия:

При соприкосновении с водой взрывается.
Азот — единственный элемент, который цезий «игнорирует» даже при нагреве.
Металл является самым сильным восстановителем в природе.
Активно реагирует со многими неметаллами.
Растворяется почти во всех кислотах, образуя соли.

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.

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

Сплавы

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

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.

Использование цезия

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

В источниках тока для топливных элементов.
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.
Для лечения рака используют радиоактивный 137Cs.
В оптических приборах (оружейные прицелы, бинокли, ноктовизоры).
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.

Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!

Цезий 133 - Cs133

Из Бад-Дюркгейма потребовалось 44.200 1861 литров минеральной воды, чтобы впервые обнаружить цезий тяжелых щелочных металлов. В сухом остатке этой минеральной воды Роберт Вильгельм Бунзен и Густав Роберт Кирхгоф обнаружили специфические спектральные линии в 1 году. Цезий был первым элементом, который был идентифицирован с использованием современных спектроскопических методов. Вскоре после этого последовали рубидий и индий. Названия всех трех элементов намекают на цвета наиболее интенсивных полос в спектре атомной эмиссии: соединения цезия светятся небесно-голубым в пламени. Кирхгоф и Бунзен сделали ряд соединений цезия и охарактеризовали металл как наиболее электроположительный из всех известных элементов. В принципе, они преуспели в электролизе хлорида в потоке расплава, но металл начал формироваться в тонкоизмельченном виде, и расплав стал "мельчайшим голубым" - эффект, который был описан несколько раз для коллоидного цезия. Первое производство цезия в граммовом масштабе было достигнуто Карлом Сеттербергом, который в 1881 году подвергал смесь цианида цезия и цианида бария электролизу в расплавленном потоке в лаборатории Бунзена [2]. Поллюцит, (Na_1-хCs_x)₂Al₂Si₄O₁₂· Н₂О, из которого образуется CsCl, который восстанавливается вместе с кальцием при нагревании. Металлический цезий отгоняют в вакууме и после нескольких стадий очистки дистилляцией плавят под защитным газом в стеклянных ампулах.

Металлический цезий имеет золотой металлический блеск, хотя многие источники до сих пор пишут, что это серебро в чистом виде, и только оксидные примеси придают золотистый цвет. Золотой цвет происходит от релятивистских эффектов. При рассмотрении под нормальным давлением пары цезия выглядят зеленовато-зелеными, оба эффекта также известны из золота. С сухим кислородом цезий немедленно реагирует и покрывается слоем черной чешуи, если добавление не происходит медленно и при перемешивании. Это очень громоздко при приготовлении чистых образцов соединений цезия-кислорода от элементов, поскольку это сильно затрудняет дальнейшую реакцию. Если в защитном газе есть следы влаги, металл быстро покрывается тонким слоем гидроокиси, немедленно теряет золотистый блеск и затем переливается серебром. Эта потеря цвета чрезвычайно чувствительна и заметна. Это может быть причиной цвета, который часто описывается неправильно.

Химия цезия с кислородом уникальна: ни один другой металл не предлагает такого яркого изобилия бинарных соединений, благодаря чему простой оксид Cs всех вещей₂O особенно редко можно увидеть. Субоксиды [3] Cs₇O (бронзовый цвет), Cs₄О (красный металлик фиолетовый), Cs₁₁O₃ (металлический сине-фиолетовый) и «Cs₃О «(черные с сине-зеленым блеском) - гермафродиты из металлов и ионных кристаллов. Оранжевый оксид Cs₂О производится с использованием субоксида Cs₃O тепловой к Cs + Cs₂О разлагается и избыток цезия отгоняется. Бесцветный пероксид Cs₂O₂ может быть получен из гипероксида путем контролируемого термического разложения или путем реакции элементов в жидком аммиаке. Если металлический цезий реагирует с избытком кислорода, первоначально получается черная гетерогенная смесь продуктов. Длительный отжиг в атмосфере кислорода, наконец, дает гипероксид окиси канареечного цвета CsO₂.

Это может затем продолжаться с озона до темно-красного озонида CsO₃ быть реализованным. Наконец, что не менее важно, есть также черная двойная соль, пероксид-гипероксид Cs₄O₆, известно. С точки зрения окислительно-восстановительной химии, цезий является более захватывающим, чем можно ожидать для наиболее электроположительных из всех элементов. Если вы нагреваете Cs₂O, он непропорционально превращается в металлический цезий и CsO₂, Это окисление окисления до гипероксидии, в результате чего окислитель Cs + сводится к металлу Cs. Также возможно восстановление цезия: при наличии подходящих криптанд и растворителей металлический цезий может превращаться в Cs при низких температурах. + Катион в комплексе с криптандом и сольватированным Cs – - Непропорциональный анион. Между тем известен целый ряд таких щелочей и электродов. [4]

Цезий и Чернобыль

В природе встречается только стабильный изотоп 133 C раньше. Однако после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году значительная часть населения обнаружила элемент цезий в форме радиоактивного продукта деления. 137 Cs стало известно, что в значительной степени пришло в окружающую среду. Период полураспада изотопа составляет 30,17 года, и, поскольку цезий легко растворяется в воде, он попадает в пищевую цепь из почвы, прежде всего, через грибы и растения и по-прежнему отвечает за большую долю фоновой радиоактивности. Редкий металл физиологически не имеет значения. В организме он похож на калий и может его заменить. Это означает, что когда он включен, он участвует в важных физиологических процессах, но также выводится из организма очень быстро.

Цезий и его применения

Использование дорогого металла ограничено. В подавляющем большинстве случаев (восстановитель, охлаждающая жидкость . ) его можно заменить более дешевыми щелочными металлами. Большие количества хлорида цезия используются в качестве буровых смазок при добыче нефти, в противном случае небольшие количества используются в качестве геттерного металла в вакуумных трубках, в качестве ультрацентрифужной среды или в боеприпасах для маскировки дыма. Для самого известного применения атомных часов цезия достаточно нескольких атомов. 137 Cs нашел свою нишу в качестве индикаторного элемента в геофизике и лучевой терапии, и некоторые термоэлектронные батареи и системы облучения пищевых продуктов также основаны на этом изотопе. Энергия связи электрона 6s в цезии настолько мала, что инфракрасного света 910 нм достаточно для создания фотоэлектрического эффекта. [5] Рабочие функции еще ниже для богатых металлами соединений кислорода, субоксидов цезия. И это уникально для цезия. Поэтому первые приборы ночного видения имели в качестве фотокатода слой серебра, настолько тонкий, что он просвечивает синим. Он был покрыт цезием и оксидом цезия, что привело к образованию субоксидов цезия. Современные усилители остаточного света используют полупроводниковые материалы, цезий был полностью вытеснен из этой области.

Цезий - высокая цена и контрабанда

Высокая цена на цезий является препятствием для многих химиков в большей степени использовать этот элемент в синтезе. Цена на цезий в настоящее время составляет около 40 евро за грамм, примерно на уровне цены на золото, причем в больших количествах цены значительно ниже, чем в небольших количествах. Фактическая цена зависит больше от размера ампулы, чем от чистоты. Если хочешь, можешь даже сделать изотопно-чистый 133 Приобретайте Cs по цене 1.000 евро за грамм, что особенно интересно, если учесть, что природный цезий по своей природе изотопно чистый. Однако самый простой способ - дешево купить цезий на таможне или в уголовной полиции. В течение некоторого времени идет постоянная контрабанда отлично подготовленных материалов из Восточной Европы и России. Материал был произведен в 1970-1980-х годах, вероятно, в связи с советскими проектами магнитогидродинамических (МГД) генераторов. Плазма проходит через него между двумя проводящими электродами. Магнитное поле прикладывается перпендикулярно к электродам, которое пространственно разделяет разно заряженные ионы. Из-за возникающей разницы напряжений кинетическая энергия может быть преобразована непосредственно в электрическую. Первый МГД-генератор мощностью 11,5 кВт был построен в США в 1959 году, опытная электростанция МГД мощностью 25 МВт была введена в эксплуатацию в Советском Союзе в 1971 году, электростанция мощностью 1985 МВт была запланирована в Рязани на 500 год, а дальнейшие крупномасштабные электростанции должны были использоваться по всей стране. последствия. В первых системах в качестве рабочей плазмы использовались горячие дымовые газы обычных электростанций, но плазменный контур можно было использовать в так называемых закрытых МГД-генераторах. [6] Цезий идеально подходит в качестве рабочей среды: он легко ионизируется, имеет высокое давление пара при умеренных температурах и, благодаря своему высокому атомному весу, переносит большое количество кинетической энергии. Кроме того, показатель преломления в газообразном цезии

Цезий / цезий

С электроном в шестой и самой внешней оболочке цезий является наиболее электроположительным из всех стабильных элементов периодической таблицы: металл чрезвычайно пирофорен, самовозгорается при контакте с воздухом и сильно взрывается в воде или льду при любой температуре выше -116 ° C. Хотя цезий является лишь слегка токсичным, он считается опасным из-за его высокой реакционной способности и обычно упаковывается в стеклянные ампулы в вакууме или в атмосфере инертного газа, такого как аргон. Самый тяжелый из устойчивых щелочных металлов, цезий, имеет серебристо-золотистый внешний вид, пластичный и, с 0,2 по шкале Мооса, самым мягким элементом в периодической таблице. Цезий плавится при 28 ° C, превращая его в один из трех элементов (остальные - галлий и ртуть), которые являются жидкими при комнатной температуре или около нее. Ртуть - единственный элемент с более низкой температурой плавления. Только один из известных изотопов цезия является стабильным (133Cs), но с его изотопами 39 он связан с ксеноном, двумя элементами с наибольшим количеством известных изотопов. Цезий был также первым спектроскопически обнаруженным элементом немецких ученых Роберта Бунзена и Густава Кирхгофа, которые изобрели технологию в прошлом году. Бунзен и Кирхгоф дали новому элементу имя, основанное на латинском слове Caesius (небесный или небесно-голубой) для двух ярко-синих линий в его спектре.

Цезий является наиболее распространенным элементом на Земле и содержится в минералах поллуците, авогадрите, пеццоттаите, лондоните, родиците, берилле и некоторых калиевых рудах. Основным коммерческим источником металлического цезия является добыча поллуцита, а радиоизотопы цезия производятся из отходов ядерных реакторов. Бескислородный металлический цезий также может быть получен путем термического разложения азида цезия (CsN45). Лаборатории используют соединения цезия для различных функций в органической химии, таких как гидрирование органических соединений или, в случае фторида цезия, в качестве источника аниона фтора. Радиоактивный изотоп цезия-3 часто используется в рентгеновском облучении для лечения рака. В коммерческих и промышленных применениях соли цезия могут служить промоторами катализаторов, стеклянными усилителями, компонентами фотоэлементов, кристаллами в сцинтилляционных счетчиках и «геттерами» в электронных лампах; Рассол формиата цезия обычно используется при бурении нефтяных скважин для смазки долот и поддержания давления. В термоэлектронных преобразователях энергии для определения работы выхода электродов используется пары ионов цезия. Первые ионные двигатели для космических исследований использовали цезий в качестве топлива, пока ксенон не стал стандартом. Наиболее точные коммерчески доступные атомные часы измеряют время, используя колебания сверхтонкой частоты перехода 137 МГц атома цезия-9193. Эта частота, известная как «цезиевый стандарт», является основным стандартом времени для определения секунды и имеет решающее значение для инфраструктуры передачи данных в сотовых сетях, GPS и Интернете.

Цезий Металл 99,99%

Металлические цезиевые слитки с максимально возможной плотностью. Слитки, как правило, являются наименее дорогой металлической формой и подходят для общего применения. Стандартный размер стержня - номинальный 2-3 см x 3-8 см x 6-12 см. Материалы изготавливаются с использованием кристаллизации, твердого состояния и других методов сверхвысокой очистки, таких как сублимация. Производство в основном делается на заказных композициях для коммерческих и исследовательских приложений, а также на новых запатентованных технологиях. Может Кроме того, металлический цезий может быть получен в таких формах, как комки и мишени для распыления, и в сложных формах, таких как оксид цезия.

Цезий – полезные свойства и особенности редкого металла

Это вещество – одно из редких на планете. Потребности превышают предложение в разы. Цезий востребован наукой, атомщиками, промышленниками, врачами.

Что представляет собой

Цезий – химический элемент, в таблице Д.Менделеева занимает ячейку №55.

Это весьма мягкое (0,2 по Моосу), вязкое вещество цвета бледного золота. Относится к металлам щелочной группы.

Цезий – самый мягкий элемент периодической таблицы, но самый тяжелый из устойчивых щелочных металлов.

Структура кристаллической решетки металла – куб.

Полное международное обозначение – Cesium, краткое и формула – Cs.

История открытия

Вещество обнаружили немецкие ученые Вильгельм Бунзен и Роберт Кирхгоф, испробовав оптико-спектроскопический метод.

К 1860 году это было новейшее средство исследования:

Исходником стала местная минеральная вода.
Спектральный анализ выявил две линии цвета летнего неба. Таких раньше не видели.
Новичок получил соответствующее название: на латыни термин caesius означает «небесный голубой».

Цезий – первый в истории химический элемент, открытый методом спектрального анализа.

Через 22 года удалось получить чистый металл. Это заслуга шведского химика Карла Сеттерберга. Он экспериментировал с цианистым цезий-бариевым расплавом.

Нахождение в природе

Типичные для цезия формы нахождения в природе – рассеянность в толще других пород либо в составе минералов. Промышленный интерес представляют минералы поллуцит и лепидолит.

Природный элемент по составу – это единственный стабильный изотоп цезий-133. При работе реакторов атомных станций формируется изотоп цезий-137. В отличие от природного аналога, это сильный и суперопасный загрязнитель окружающей среды.

Это редкий элемент: подтвержденные глобальные резервы цезия – всего 70 тысяч тонн.

Физико-химические характеристики

Металл наделен неординарными физическими и химическими свойствами.

Это самое активное из известных веществ:

Взаимодействует со всеми веществами, включая лед.
На холоде чистый цезий окисляется.
Это легкоплавкий металл: плавится при +29°C, летом может растекаться даже при комнатной температуре.
Сплавы со щелочными металлами плавятся при отрицательных температурах (например, с калием и натрием – при минус 78°С).
Произвольно загорается на воздухе, взрывается в воде, льду при температуре выше минус 115°C.
Требует специальных условий хранения: обычное стекло контакта с металлом не выдерживает.

Данные характеристики позволяют отличить цезий от других металлов.

Свойства атома
Название, символ, номер	цезий / caesium (Cs), 55
Атомная масса (молярная масса)	132,9054519(2) 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; 28,5 °C; 28,44 °C
Температура кипения	667,6 °C; 688 °C; 669,2 °C
Уд. теплота плавления	2,09 кДж/моль
Уд. теплота испарения	68,3 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	32,21 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

Цезий сопоставим с францием. Но франций еще неустойчивее, поэтому пока существует умозрительно.

Месторождения

Крупных месторождений руды единицы:

70% разведанных запасов сырья приходится на Канаду. Она же – поставщик металла на глобальный рынок номер один.
Запасами располагают Италия, Намибия, Зимбабве, Монголия, Казахстан.
У России источники сырья – Кольский полуостров, Забайкалье, Восточные Саяны.

Цезий редок, годовая глобальная добыча обогащенной руды измеряется 20-22 тоннами, металла – 9 тонн. Потребность – вчетверо больше.

Литр морской воды содержит 0,000005 г цезия. Тонна земной коры – 3,7 г, самые «богатые» минералы – до 15 г.

Химическая активность вещества усложняет добычу.

Технология получения

Металлический цезий получают лабораторно и промышленными методами:

Промышленное производство основано на извлечении соединений цезия из поллуцита. Минерал обрабатывается теплой соляной кислотой, осаждается, промывается горячей водой либо аммиачным составом.
Способ получения особо чистого металла многоступенчат. Предусмотрена прогонка через специальные фильтры для отделения механических примесей, нагреванием устраняются остатки газов. Первый и заключительный этапы – ректификация в вакууме и кристаллизация (по несколько раз).

Получение металла чистоты выше 99% (четыре либо пять девяток) – одна из технологически сложнейших проблем металлургии металлов редкого сегмента.

Кристаллы цезия

Где используется

Химические особенности ограничивают применение цезия. При использовании он рассеивается, что исключает повторные циклы. Несмотря на эти недостатки, материал идет нарасхват.

Достоинствами металла обусловлена его востребованность ядерной энергетикой, радиоэлектроникой, электро- и рентгенотехникой, химпромом, медициной.

Цезий как металл либо его соединения содержит разная продукция:

Фотоэлементы.
Детекторы ионизированных частиц.
Энергоемкие аккумуляторы.
Катализаторы в органическом и неорганическом синтезе (часто – в сплаве с рубидием).
Оптика специального назначения – оптические прицелы, аппаратура для обнаружения объектов с земной орбиты, очки, другие гаджеты ночного видения.
Медицинские препараты для лечения нервных патологий (шизофрения, депрессия, шок), язвы ЖКТ, дифтерии. Радиотерапию задействуют при онкологии.

Цезием-137 стерилизуют продукты питания (консервы, мясо), медицинский инструментарий, аптечный ассортимент.

Спектрометром на основе цезия исследовалась структура поверхности Марса.

«Сердце» атомных часов – атом цезия-9193. Эта частота – «цезиевый стандарт» – эталон времени для определения секунды в Сети, инфраструктуре сотовой связи, GPS.

В России продают металл и соединения. Цена цезия чистоты 99,9% – 4,3-4,5 тыс. руб. за грамм.

Значение для человека

Микродозы цезия обнаружены в большинстве организмов. В химических соединениях токсичность металла минимальна.

Жизненные процессы

Солями металла лечат гипотонию. Их свойство стабилизировать давление и работу сосудов открыл светило мировой науки русский врач Сергей Боткин в 1888 году.

Значение цезия как биологического компонента еще выясняется:

Вероятно, он поддерживает гомеостаз организма.
Оптимизирует процесс кроветворения, повышает уровень гемоглобина.

Установлено, что вещество:

Помогает укреплять иммунитет.
Восстанавливает тонус ЦНС.
Задействован в газовом обмене, повышая сопротивляемость организма кислородному голоданию.
Повышает уровень адреналина.

Суточная потребность человека в цезии не определена.

Попавшее в организм вещество всасывается кровью, усваивается ЖКТ. Выводится естественным путем.

4/5 цезия аккумулируется мышцами, остальное делят скелет, сердце, печень, кровь.

Питание

Цезием насыщенны пресноводная растительность, полярная флора и фауна (лишайники, оленина, мясо гагар, других птиц).

Среди продуктов питания это листья салата, грибы (маслята, опята, моховики).

Симптомы дефицита

О нехватке вещества у детей сигнализирует плохой аппетит, задержка физического и умственного развития.

Предупреждение

Угрозу представляет цезий-137, продукт ядерного синтеза. Даже микродозы вызывают лучевую болезнь.

Как примесь металл присутствует в морганите, амазоните, пеццоттаите (цезиевом берилле), лепидолите, других самоцветах. Это нужно учитывать собирателям минералогических коллекций. То есть хранить экспонаты в соответствующих условиях.

Читайте также: