Ցեզիում

55 Քսենոն ← Ցեզիում → Բարիում Քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ 55Cs
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Շատ փափուկ, թույլ ոսկեգույն երանգով, սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ	Ցեզիում / Caesium (Cs), Cs, 55
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված)	131,293(6)132,9054519(2) զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա	[Xe] 6s1
Ատոմի շառավիղ	(108) պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ	235 պմ
Իոնի շառավիղ	(+1e) 167 պմ
Էլեկտրաբացասականություն	0,79 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ	-2,923
Օքսիդացման աստիճաններ	0; +1
Իոնացման էներգիա	2‑րդ: 375,5 (3,89) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	28,7 °C 28,5°С 28,44°С
Եռման ջերմաստիճան	667,6 °C, 688 °C, 669,2 °C
Մոլյար ջերմունակություն	32,21 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ	70,0 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք	խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ	6,140
Դեբայի ջերմաստիճան	39,2 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն	(300 Կ) 35,9 Վտ/(մ·Կ)
CAS համար	CAS գրանցման համար?

55	Ցեզիում
Cs 132,906
[Xe]6s1

Ցեզիում (լատին․՝ Caesium), քիմիական տարր է, որի նշանն է Cs, պարբերական համակարգի 6-րդ պարբերության, 1-ին խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 55, ատոմական զանգվածը՝ 132,9054։ s-տարր է, պատկանում է ալկալիական մետաղների խմբին։

Ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 6s¹։ К, L և M թաղանթները լրացված են։ Ցեզիումը փափուկ, թույլ ոսկեգույն երանգով, սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է։

Պատմություն

Ցեզիումը հայտնաբերել են Ռ․ Բունզենը և Գ․ Կիրխհոֆը (1860), Դյուրկհեյմի (Գերմանիա) հանքային ջրում՝ սպեկտրոսկոպիական եղանակով։ Անվանումն ստացել է սպեկտրի կապույտ մարզում երկու պայծառ գծերի առկայության պատճառով (լատին․՝ caesius - երկնագույն)։ Մետաղական ցեզիումը առաջինն անջատել է շվեդ քիմիկոս Կ․ Սետտերբերգը (1882)։

Բնության մեջ

Պոլլուցիտ

Հազվագյուտ ցրված տարր է։ Պարունակությունը երկրակեղևում՝ 6,5•10-⁴ % ըստ զանգվածի (տարածվածությամբ 45-րդ տարրն է)։ Ցեզիումի սեփական միներալները՝

• պոլլուցիտ (մինչև 36% Cs₂O)
• ավոգադրիտ՝ (մինչև 7,5% Cs₂O),

չափազանց հազվադեպ են։ Ցեզիումը բուսական և կենդանական օրգանիզմներում մշտական պարունակվող միկրոտարր է։ Նրա կենսաբանական դերը պարզված է մասամբ։

Հանքավայրեր

Ցեզիումի հանքաքարերը հիմնականում գտնվում են Կանադայում։ Բերնիկ Լեյկի հանքավայրում ցեզիումի համաշխարհային պաշարները կազմում են մոտ 70 %։ Պոլլուցիտ հանքավայրեր կան նաև Նամիբիայում և Զիմբաբվեում։ Պոլլուցիտի հանքավայրեր կան նաև Ղազախստանում, Մոնղոլիայում և Իտալիայում։

Տարեկան արտադրվում է մոտ 20 տոննա ցեզիում։

Ստացում

Ցեզիումի և նրա միացությունների ստացման հիմնական աղբյուրը պոլլուցիտն է։

$\mathrm {2\ CsCl+Ca\longrightarrow 2\ Cs\uparrow +CaCl_{2}}$

Մետաղական ցեզիումը ստանում են վակուումային ջերմային վերականգնմամբ (Ca, Mg, M և այլն) կամ էլեկտրոլիզով։

$\mathrm {Cs_{2}Cr_{2}O_{7}+2\ Zr\longrightarrow 2\ Cs+2\ ZrO_{2}+Cr_{2}O_{3}}$

Ցեզիումը պահում են արգոնի մթնոլորտում ապակյա («պիրեքս») սրվակներում կամ ջրազրկված վազելինային, պարաֆինային յուղի տակ պողպատե հերմետիկ անոթներում։

Իզոտոպներ

Բնական ցեզիումը բաղկացած է միայն ¹³³Cs կայուն իզոտոպից։ Ստացվել են 123-142 զանգվածի թվերով 22 ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից ամենաերկարակյացը ¹³⁷Cs (T_1/2 = 33 տարի) է։ Ցեզիումը հայտնաբերել են Ռ․ Բունզենը և Գ․ Կիրխհոֆը (1860), Դյուրկհեյմի (Գերմանիա) հանքային ջրում՝ սպեկտրոսկոպիական եղանակով։

$\mathrm {^{235}_{\ 92}U+\ _{0}^{1}n\longrightarrow \ _{\ 92}^{236}U\longrightarrow \ _{\ 55}^{137}Cs+\ _{37}^{96}Rb+3\ _{0}^{1}n}$

Ֆիզիկական հատկություններ

Ցեզիումի բյուրեղները

Ցեզիումը փափուկ, թույլ ոսկեգույն երանգով, սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 28,4 °C, եռմանը՝ 667,6 °C, խտությունը՝ 1903,9 կգ/մ³։

Չափազանց էլեկտրադրական տարր է․ իոնացման էներգիան՝ 3,893 էվ, ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալը՝ -2,923 վ։ Լուսազգայուն է։

Քիմիապես խիստ ակտիվ է, միացություններում ունի +1 օքսիդացման աստիճան։ Ուժեղ վերականգնիչ է։

Քիմիական հատկություններ

Օդում օքսիդանում է շաա արագ (ինքնաբոցավառվում է)՝ առաջացնելով գերօքսիդներ՝ Cs₂Օ₂ և CsՕ₂։ Հայտնի են նաև ցեզիումի օքսիդը՝ Cs₂O, և օզոնիդը՝ CsO₃։ Օքսիդները խոնավածուծ են, լուծվում են ջրում։

$\mathrm {Cs+O_{2}\longrightarrow CsO_{2}}$

Հիդրօքսիդը՝ CsOH, ուժեղ ալկալի է։

$\mathrm {2\ Cs+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ CsOH+H_{2}\uparrow }$

Ցեզիումը ջրածնի հետ առաջացնում է հիդրիդ՝ CsH։ Ցեզիումի հալոգենիդները (անգույն) և սուլֆիդը՝ Cs₂S (մուգ կարմիր), լուծվում են ջրում։ Էլեկտրական պարպումների ազդեցությամբ ցեզիումը միանում է հեղուկ ազոտի հետ առաջացնում է նիտրիդ՝ Cs₃N։

Ֆոսֆորի, ածխածնի և սիլիցիումի հետ ցեզիումը միանում է տաքացնելիս։ Ցեզիումի աղերը մեծ մասամբ ջրում լավ են լուծվում։ Քիչ լուծվող են CsMnO₄-ը, CsClO₄-ը և Cs₂Cr₂O₇-ը ։

Տա քացնելիս (>300 °C) ցեզիումը քայքայում է ապակին, քվարցը և այլ նյութեր։ Ցեզիումի և նրա միացությունների ստացման հիմնական աղբյուրը պոլլուցիտն է։

Կիրառություն

Ցեզիումը օգտագործում են ֆոտոկաթոդներ, ֆոտոէլեմենտներ, ֆոտոէլեկտրոնային բազմապատկիչներ, հաշվիչներ, տիեզերանավերը կողմնորոշող սարքեր, սպեկտրոսկոպներ և այլ սարքեր պատրաստելու համար։

¹³³Cs-ն օգտագործվում է որպես հաճախականության քվանտային ստանդարտ, նրա էներգետիկ անցումների ռեզոնանսային հաճախականությունն ընկած է վրկ-ի ժամանակակից սահմանման հիմքում։

¹³⁷Cs-ն օգտագործվում է ռադիոլոգիայում։ Ամենից շատ կուտակվում է քաղցրահամ ջրերի ջրիմուռներում և արկտիկական քարաքոսերում, նաև հյուսիսային եղջերուների և ջրային թռչունների օրգանիզմում։

Հետաքրքիր փաստեր

Ցեզիումը Սենյակայնի ջերմաստիճանում ամնեափափուկ մետաղն է հանդիսանում։ Բացի այդ, ինչպես հելիումը, կարող է հալվել ջեռքի ափում։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ

Գրականություն

• Перельман Ф. М. Рубидий и цезий. М., Изд-во АН УССР, 1960. 140 стр. с илл.
• Кульварская Б. С., Соболева Н. А., Татаринова Н. В. Композиционные соединения щелочных металлов — новые эффективные источники ионов и электронов. Изв. АН СССР. Сер. физич.; 1988. Т.52. № 8. С.1509-1512.
• Плющев В. Е., Степин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия.- М.-Л.: Химия, 1970.- 407 с
• Солодов Н. А., Рубидий и цезий, М., 1971;
• Плющев В. Е., Степин Б. Д., Аналитическая химия рубидия и цезия, М., 1975
• Коган Б. И., Названова В. А., Солодов Н. А., Рубидий и цезий, М., 1971;
• Моисеев А. А., Рамзаев П. В., Цезий-137 в биосфере, М., 1975;
• Mattsson S., Radionuclides in lichen, reindeer and man, Lund, 1972.

Արտաքին հղումներ

• Ցեզիումը Webelements-ում
• Ցեզիումը քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում
• Ռադիոակտիվ ցեզիումի կուտակումը սնկերում և նրա առավելագույն թույլատրելի արժեքները
• Daniel A. Steck. «Cesium D Line Data» (PDF). Los Alamos National Laboratory (technical report LA-UR-03-7943). Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2014 թ․ նոյեմբերի 26-ին. Վերցված է 2015 թ․ հունիսի 8-ին.
• Caesium or Cesium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• View the reaction of Caesium (most reactive metal in the periodic table) with Fluorine (most reactive non-metal) Արխիվացված 2017-11-04 Wayback Machine courtesy of The Royal Institution.

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։