Цезий
[Xe] 6s¹ · 2 · 8 · 18 · 18 · 8 · 1
Самый электроположительный из устойчивых элементов и самый мягкий металл: цезий плавится в руке при 28 °C. Секунда в системе СИ определена через частоту перехода в атоме цезия-133.
3D-модель
Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.
Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб
Атомные свойства
- Атомный номер
- 55
- Атомная масса
- 132.905 а.е.м.
- Электронная конфигурация
- [Xe] 6s¹
- Электроны по оболочкам
- 2 · 8 · 18 · 18 · 8 · 1
- Блок
- s-блок
- Группа
- Щелочные металлы
- Период
- 6
- Электроотрицательность (Полинг)
- 0.79
- Электроотрицательность (Аллен)
- 0.66
- Атомный радиус
- 298 pm
- Ковалентный радиус
- 244 pm
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 343 pm
- 1-я энергия ионизации
- 375.7 kJ/mol
- 2-я энергия ионизации
- 2 234.3 kJ/mol
- 3-я энергия ионизации
- 3 400 kJ/mol
- Сродство к электрону
- 45.5 kJ/mol
- Характерные степени окисления
- +1
- Степени окисления
- -1, +1
Физические свойства
- Состояние при 25 °C
- твёрдое
- Плотность
- 1.93 g/cm³
- Температура плавления
- 301.7 K · 28.6 °C
- Температура кипения
- 944 K · 670.9 °C
- Скорость звука
- нет данных
Тепловые свойства
- Теплота плавления
- 2.09 kJ/mol
- Теплота испарения
- 63.9 kJ/mol
- Удельная теплоёмкость
- 0.242 J/(g·K)
- Теплопроводность
- 35.9 W/(m·K)
Механические свойства
- Модуль Юнга
- 1.7 GPa
- Модуль сдвига
- нет данных
- Модуль объёмного сжатия
- 1.6 GPa
- Коэффициент Пуассона
- нет данных
- Твёрдость по Моосу
- 0.2
- Твёрдость по Бринеллю
- 0.14 MPa
Электрические и магнитные свойства
- Удельное сопротивление
- 205 nΩ·m
- Магнитный тип
- парамагнетик
- Точка Кюри
- нет данных
- Точка Нееля
- нет данных
- Температура сверхпроводимости
- нет данных
Кристаллическая структура
- Кристаллическая решётка
- объёмноцентрированная кубическая (ОЦК)
- Параметры решётки
- a = 614.1 pm
Распространённость
- В земной коре
- 3 mg/kg
- В океане
- 0.0003 mg/L
- Во Вселенной
- 0.008 mg/kg
- В теле человека
- 0.02 mg/kg
Изотопы
| Изотоп | Распространённость | Период полураспада | Тип распада |
|---|---|---|---|
| 133Cs | 100 % | стабилен | — |
| 137Cs | — | 30.07 лет | β− |
Цезий-133 — единственный стабильный изотоп и основа определения секунды: 9 192 631 770 периодов излучения при переходе между уровнями сверхтонкой структуры.
Открытие
- Год открытия
- 1860
- Кто открыл
- Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф
- Где
- Германия
- Происхождение названия
- от латинского «caesius» — небесно-голубой, по двум синим линиям спектра
История
Бунзен и Кирхгоф открыли цезий в 1860 году, изучая спектр минеральной воды Дюркхайма, — это был первый элемент, найденный спектральным анализом. Две ярко-синие линии дали название от латинского «небесно-голубой».
Где встречается
3 мг/кг коры. Единственный промышленный минерал — поллуцит; практически вся мировая добыча — из одного рудника Танко в Канаде.
Как получают
Из поллуцита через хлорид, затем восстановлением кальцием в вакууме. Мировое производство измеряется тоннами.
Роль в живой природе
Биологической роли нет. Организм обращается с цезием как с калием и распределяет его по мышцам.
Безопасность
Металл взрывается при контакте с водой — даже со льдом при −116 °C. Цезий-137 из чернобыльских и фукусимских выпадений — основной долгоживущий загрязнитель почв.
Применение
- Атомные часы: цезиевый стандарт задаёт секунду и синхронизирует GPS
- Форматы цезия для тяжёлых буровых растворов — рассол плотнее большинства металлов
- Фотоэлементы и катоды с низкой работой выхода
- Цезий-137 в промышленной радиографии и лучевой терапии
Любопытные факты
- Секунда СИ определена через цезий: с 1967 года время измеряют не по вращению Земли, а по атому.
- Цезий — самый электроположительный элемент, который можно держать в руках; франций формально сильнее, но его нельзя получить в весомых количествах.
- Цезий-137 с периодом 30 лет остаётся главной проблемой чернобыльской зоны отчуждения.
- Атомные часы на цезии уходят на секунду примерно за 30 миллионов лет.