Почему цезий самый активный металл

Обновлено: 05.07.2024

Цезий самый активный металл в мире. Атом цезия взрывается на воздухе, в замерзшей воде, при контакте цезия с кислотами, простыми спиртами и т.д.

Цезий — мягкий щелочной металл серебристо-жёлтого цвета. Своё название цезий получил за наличие двух ярких синих линий в эмиссионном спектре. Открыт он был в 1860 году немецкими учёными Р. В. Бунзеном и Г. Р. Кирхгофом, которые проводили спектральный анализ вод минерального источника в Германии при помощи оптической спектроскопии. Это первый элемент, который был открыт таким методом. Кстати говоря, что бы получить 50 г искомого вещества, химики переработали 300 тонн минеральной воды.

В чистом виде цезий был получен в 1882 году шведским химиком К. Сеттербергом при электролизе расплава смеси цианида цезия и бария. Из-за низкой температуры плавления цезий уже при 24,5 градусах Цельсия находится в полужидком состоянии. Расплав представляет подвижную жидкость, хорошо отражающую свет. Само вещество – парамагнетик.

Цезий самый редкий и рассеянный в земной коре элемент. В природе встречается лишь один его изотоп – цезий 133. Он полностью устойчив и не подвержен радиоактивному распаду. Поэтому все радиоактивные изотопы металла получены искусственно. Период его полураспада изотопа цезия-135 составляет 3 000 000 лет. А цезий- 137 за 33,5 года распадается только наполовину. Этот изотоп цезия признан одним из основных источников загрязнения биосферы. Долгий период полураспада позволяет веществу проникать в воду, почву, растения и накапливаться в них.

Цезий самый активный металл в мире. Атом цезия взрывается на воздухе, в замерзшей воде, при контакте цезия с кислотами, простыми спиртами и т.д. Почему же так происходит? Элемент имеет сильный отрицательный электрохимический потенциал. Его атом заряжен отрицательно и стремится притянуть к себе положительно заряженные частицы. А еще особую роль играет площадь поверхности цезия при реакциях с другими веществами. Так как металл легко переходит в жидкое состояние, то он растекается по поверхности, а это в свою очередь предоставляет для взаимодействия с другим веществом большее число атомов цезия.

Чаще всего в природе можно встретить соединения цезия, например, его соли. Объясняется такое явление все той же невероятной активностью металла. В химической лаборатории с элементом работаю очень осторожно. Если работают с гидроксидом цезия, то не так опасно его растворение, как возможность разрушения стекла сосуда, в который была положена субстанция. Реакции проходят особенно быстро в кислородной среде. Противостоять гидроксиду цезия способен только родий.

Цезий применяют в качестве источника тока в топливных элементах. Твердый электролит на основе металла является частью энергоемких аккумуляторов. Цезий способен улавливать инфракрасные лучи. За эту особенность он нашел применение в оптике: в биноклях, очках ночного видения, оружейных прицелах. Иногда с помощью него стерилизуют тару для продуктов. Применяют цезий и в медицине, особенно в радиотерапии при лечении различных опухолей. Препараты с цезием дают больным шизофренией, дифтерией, при язвенных заболеваниях.

Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.

Элементы: Цезий – самый активный металл

Цезий был открыт в 1860 году немецкими учёными Робертом Бунзеном и Густавом Кирхгофом в водах минеральных целебных источников Шварцвальда методом спектрального анализа, став первым элементом, открытым при помощи этого метода. Цезий — мягкий щелочной металл серебристо-жёлтого цвета, занимает 55 клетку в Таблице Менделеева.

Название «цезий» (химический символ — Cs) металл получил за наличие двух ярких синих линий в эмиссионном спектре (от лат. caesius — небесно-голубой). Это - один из самых легкоплавких металлов – температура плавления 28,5°C. Главное свойство цезия – исключительно высокая активность. По чувствительности к свету он первый среди металлов. Цезиевый катод испускает поток электронов уже под действием инфракрасных лучей.

Цезий - мягкий металл серебристо-жёлтого цвета.

На воздухе цезий почти мгновенно окисляется с воспламенением, а его взаимодействие с водой происходит со взрывом. Природный цезий - мононуклидный элемент, состоит из единственного стабильного изотопа 133Cs. Все другие изотопы цезия получены искусственным путём.

Среднее содержание его в земной коре — 3,7 г/т. Основная его масса находится в рассеянной форме, и лишь незначительная часть заключена в цезиевых минералах. Основной рудой для получения металлического цезия является минерал поллуцит (Cs,Na)2Al2Si4O12·H2O. Назван так по имени Поллукса – героя древнегреческих мифов.

Поллуцит (Cs,Na)2Al2Si4O12·H2O, кристалл 3 см. Малханское пегматитовое поле, Забайкалье, Россия.

В виде примесей цезий входит в структуру таких минералов как лепидолит, флогопит, берилл, лейцит, карналлит и др.

Из последних популярностью среди коллекционеров пользуется лепидолит - KLi2Al(Al,Si)3O10(F,OH)2, из-за ярких окрасок и необычной морфологии.

Лепидолит KLi2Al(Al,Si)3O10(F,OH)2, 5х4 см, Бразилия.

Подтверждённые мировые запасы цезия на начало 2012 года оцениваются в 70 000 тонн. По добыче цезиевой руды (поллуцит) лидирует Канада. На редкометальном месторождении Берник-Лейк (провинция Манитоба) сосредоточено 70 % мировых запасов цезия. Поллуцит также добывается в Зимбабве и Намибии. В России месторождения цезиевых минералов открыты на Кольском полуострове, в Восточном Саяне и Забайкалье.

Спектр применения цезия довольно широк – от радиоэлектроники до медицины. До недавнего времени ежегодное мировое потребление цезия оценивалось всего в несколько тысяч килограммов, поэтому отсутствуют официальные рыночные цены на этот металл. По некоторым данным потребности в цезии в будущем будут превышать его добычу.

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 – самый активный и взрывной металл на планете

Читайте также: