нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Цезій

   
 

Цезій (лат. Caesium), Cs, хімічний елемент I групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 55, атомна маса 132, 9054; сріблясто-білий метал, відноситься до лужним металам . У природі зустрічається у вигляді стабільного ізотопу 133 Cs. З штучно отриманих радіоактивних ізотопів з масовими числами від 123 до 142 найбільш стійкий 137 Cs з періодом напіврозпаду T1 / 2 = 33 р.

Історична довідка. Ц. відкритий в 1860 Р. В. Бунзеном і Г. Р. Кирхгофом у водах Дюркхеймского мінерального джерела (Німеччина) методом спектрального аналізу. Названий Ц. (від лат. Caesius - небесно-блакитний) по двох яскравим лініях у синій частині спектра. Металевий Ц. вперше виділив шведський хімік К. Сеттерберг в 1882 при електролізі розплавленої суміші CsCN і Ba.

Поширення в природі. Ц. - типовий рідкісний і розсіяний елемент (див. Розсіяні елементи , Рідкісні метали ). Середній вміст Ц. у земній корі (кларк) 3,7 ? 10 -4 % за масою. У ультраосновних гірських породах міститься 1 ? 10 -5 % Ц., в основних - 1 ? 10 -4 %. Ц. геохимически тісно пов'язаний з гранітної магмою, утворюючи концентрації в пегматитах разом з Li, Be, Ta, Nb; особливо в пегматитах, багатих Na (альбитом) і Li (лепідолітом). Відомо 2 вкрай рідкісних мінералу Ц. - поллуціт і Авогадро (К, Cs) (BF) 4; найбільша концентрація Ц. в поллуците (26-32% Cs 2 O). Велика частина атомів Ц. ізоморфно заміщає До і Rb в польових шпатах і слюдах. Домішка Ц. зустрічається в берилі , карналіті , вулканічному склі. Слабке збагачення Ц. встановлено в деяких термальних водах. В цілому Ц. - слабкий водний мігрант. Основне значення в історії Ц. мають процеси ізоморфізму та сорбції великих катіонів Ц. У геохімічному відношенні Ц. близький до Rb і К, почасти до Ba.

Фізичні та хімічні властивості. Ц. - дуже м'який метал; щільність 1,90 г / см 3 (20? С); t пл 28, 5? С; t кип 686? С. При звичайній температурі кристалізується в кубічної об'емноцентрірованной решітці (а = 6,045 ). Атомний радіус 2,60 , іонний радіус Cs + 1,86 . Питома теплоємність 0,218 кдж / ( кг ?К) [0,052 кал / (г?о С)]; питома теплота плавлення 15,742 кдж / кг (3,766 кал / г ); питома теплота випаровування 610,28 кдж / кг (146,0 кал / г ); температурний коефіцієнт лінійного розширення (0-26 ° С) 9,7 ? 10 -5 ; коефіцієнт теплопровідності (28,5 ° С) 18,42 вт / (м?К) [0,44 кал / ( см ? сек ?? С )]; питомий електроопір (20 ° С) 0,2 мком ? м; температурний коефіцієнт електроопору (0-30? С) 0,005. Ц. диамагнитен, питома магнітна сприйнятливість (18 ° С) - 0,1 ? 10 -6 . Динамічна в'язкість 0,6299 Мн ? сек / м 2 (43,4 ° С), 0,4065 Мн ? сек / м 2 (140,5? С). Поверхневий натяг (62? С) 6,75 ? 10 -2 н / м (67,5 дин / см ); стисливість (20? С) 7,05 Мн / м 2 ( 70,5 кгс / см 2). Енергія іонізації 3,893 ев ; стандартний електродний потенціал - 2,923 в, робота виходу електронів 1,81 ев. Твердість по Брінелем 0,15 Мн / м 2 (0,015 кгс / см 2). Конфігурація зовнішніх електронів атома Ц. 6 s1; в з'єднаннях має ступінь окислення + 1.

Ц. володіє дуже високою реакційною здатністю. На повітрі миттєво запалюється з утворенням пероксиду Cs 2O2 і надпероксида CsO 2; при нестачі повітря виходить оксид Cs 2 O; відомий також Озоніди CsO 3. З водою, галогенами, вуглекислим газом, сіркою, чотирьоххлористим вуглецем Ц. реагує з вибухом, даючи відповідно гідроксид CsOH, галогеніди, оксиди, сульфіди, CsCI. З воднем взаємодіє при 200-350? С і тиску 5-10 Мн / м 2 (50-100 кгс / см 2), утворюючи гідрид. Вище 300? З Ц. руйнує скло, кварц та ін матеріали, а також викликає корозію металів. Ц. при нагріванні з'єднується з фосфором (Cs 2P5), кремнієм (CsSi), графітом (C 8 Cs і C 24 Cs). При взаємодії Ц. з лужними і лужноземельними металами, а також з Hg, Au, Bi і Sb утворюються сплави ; з ацетиленом - ацетіленід Cs 2C2. Більшість простих солей Ц., особливо CsF, CsCI, Cs 2 CO 3, Cs 2 SO 4, CsH 2 PO 4, добре розчинні у воді; малорастворіми CsMnO 4, CsClO 4 і Cs 2 Cr 2O7. Ц. не належить до числа комплексообразующих елементів, але він входить до складу багатьох комплексних сполук в якості катіона зовнішнього середовища.

Отримання. Ц. отримують безпосередньо з поллуцита методом вакуумтерміческого відновлення. Як відновники використовують Ca, Mg, Al та ін метали.

Різні з'єднання Ц. також отримують шляхом переробки поллуцита. Спочатку руду збагачують (флотацією, річний рудоразработкой і т.п.), а потім виділений концентрат розкладають або кислотами H 2 SO 4, HNO 3 та ін), або спіканням з оксидно-сольовими сумішами (наприклад, CaO з CaCI 2). З продуктів розкладання поллуцита Ц. осаджують у вигляді CsAI (SO 4)2 ? 12H 2 O, Cs 3 [Sb 2 Cl 9] та ін малорозчинних сполук. Далі опади переводять в розчинні солі (сульфат, хлорид, йодид та ін.) Завершальним етапом технологічного циклу є отримання особливо чистих сполук Ц., для чого застосовують методи кристалізації з розчинів Cs [l (l) 2], Cs 3 [Bi 2l9], Cs 2 (TeI 6] і сорбцію домішок на окислених активованих вугіллі. Глибоку очищення металевого Ц. виробляють методом ректифікації. Перспективно отримання Ц. з відходів від переробки нефеліну , деяких слюд, а також підземних вод при видобутку нафти; Ц. витягують екстракційними і сорбційними методами.

Зберігають Ц. або в ампулах зі скла " пірекс "в атмосфері аргону, або в сталевих герметичних посудинах під шаром зневодненого вазелінового або парафінового масла.

Застосування. Ц. йде для виготовлення фотокатодов (сурм'яно-цезієвих, вісмуто-цезієвих, киснево-срібно-цезієвих), електровакуумним фотоелементів, фотоелектронних помножувачів, електронно-оптичних перетворювачів (див. Електронні прилади , Фотоелектронна емісія ). Перспективно застосування "цезієвої плазми" в іонних ракетних двигунах, Ц. - в магнитогидродинамических генераторах і в термоемісійних перетворювачах енергії . Ізотопи Ц. застосовують: 133 Cs в квантових стандартах частоти, 137 Cs в радіології. Резонансна частота енергетичного переходу між підрівнями основного стану 133 Cs покладена в основу сучасного визначення секунди .

© Б. Д. Стьопін.


Цезій в організмі. Ц. - постійний хімічний мікрокомпонент організму рослин і тварин. Морські водорості містять 0,01-0,1 мкг Ц. в 1 г сухої речовини, наземні рослини - 0,05-0,2. Тварини отримують Ц. з водою і їжею. В організмі членистоногих близько 0,067-0,503 мкг / г Ц., плазунів - 0,04, ссавців - 0,05. Головне депо Ц. в організмі ссавців - м'язи, серце, печінку; в крові - до 2,8 мкг / л. Ц. щодо малотоксичний; його біологічна роль в організмі рослин і тварин остаточно не розкрита.

Цезій-137 ( 137 Cs) - бета-гамма-випромінюючий радіоізотоп Ц.; один з головних компонентів радіоактивного забруднення біосфери. Міститься в радіоактивних випаданнях, радіоактивних відходах, скидах заводів, що переробляють відходи атомних електростанцій. Інтенсивно сорбується грунтом і донними відкладеннями; в воді знаходиться переважно у вигляді іонів. Міститься в рослинах і організмі тварин і людини. Коефіцієнт накопичення 137 Cs найбільш високий у прісноводних водоростей і арктичних наземних рослин, особливо лишайників. В організмі тварин 137 Cs накопичується головним чином у м'язах і печінці. Найбільший коефіцієнт накопичення його відмічений у північних оленів і північних американських водоплавних птахів. В організмі людини 137 Cs розподілений відносно рівномірно і не надає значного шкідливого дії.

© Г. Г. Полікарпов.

© Літ.: Плющев В. Є., Стьопін Б. Д., Хімія і технологія з'єднань літію, рубідію і цезію, М., 1970; їх же, Аналітична хімія рубідію і цезію, М., 1975; Коган Б. І., Названова В. А., Солодов Н. А., Рубідій і цезій, М., 1971; Моїсеєв А. А., Рамзан П. В., Цезій-137 в біосфері, М., 1975; Mattsson S., Radionuclides in lichen, reindeer and man, Lund, 1972.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка