El cesio es un elemento químico, su símbolo químico es Cs, su número atómico es 55 y es un metal alcalino plata-oro.
El color del cesio es blanco, suave y tiene un punto de fusión bajo. Se oxida fácilmente en el aire. Es un material importante para la fabricación de componentes de vacío, tubos fotoeléctricos, etc., y se utiliza como catalizador en química.
Características generales
Nombre, símbolo, número de serie Cesio, Cs, 55
Serie de metales alcalinos
Grupo, período, elemento división 1 Familia, 6, s
Densidad, dureza 1879 kg/m3, 0,2
Color y aspecto plata-oro
Imagen: Cs, 55.jpg
Contenido de la corteza terrestre 6×10-4
Propiedades atómicas
Peso atómico 132.9054519 (2) Unidad de peso atómico
Radio atómico ( valor calculado) 260 (298 ) pm
***Radio de valencia 225 pm
Radio de Vander Waals sin datos
Configuración electrónica de valencia [xenón] 6s1
Electrón La disposición de cada nivel de energía es 2, 8, 18, 18, 8, 1
Valencia de oxidación (óxido) 1 (fuertemente básico)
Estructura cristalina nueva red cúbica
Propiedades físicas
Estado de la materia sólida (paramagnética)
Punto de fusión 301,59 K (28,44 °C)
Ebullición punto 944 K (671 °C)
Volumen molar 70,94×10-6m3/mol
Calor de vaporización 67,74 kJ/mol
Calor de fusión 2,092 kJ /mol
Presión de vapor 2500 Pa (1112K)
No hay datos sobre la velocidad del sonido
Otras propiedades
Electronegatividad 0,79 (Pauling escala)
Calor específico 240 J/(kg·K)
Conductividad eléctrica 4,89×106/(metro ohmio)
Conductividad térmica 35,9 W/(m ·K)
Primera energía de ionización 375,7 kJ/mol
Segunda energía de ionización 2234,3 kJ/mol
Tercera energía de ionización 3400 kJ/mol
Los isótopos más estables
Abundancia de isótopos vida media modo de desintegración energía de desintegración
Productos de desintegración MeV
133Cs 100 estable
134Cs artificial 2,05 años captura de electrones
Desintegración Beta
2,06 134Xe
134Ba
135Cs Traza 2,0×106 años Desintegración Beta 2,10 135Ba
137Cs Decaimiento beta artificial de 30,17 años 1,17 137Ba
Número de elemento: 55
Símbolo del elemento: Cs
Nombre del elemento: Cesio
Peso atómico del elemento: 132,9
Tipo de elemento: metal
Descubierto por: Bunsen, Kirchhoff Año de descubrimiento: 1860
Proceso de descubrimiento:
En 1860, los alemanes Bunsen y Kirchhoff descubrieron el cesio mientras realizaban experimentos espectroscópicos con extractos minerales de manantial.
Descripción del elemento:
Metal de color blanco plateado, blando, ligero y dúctil. Densidad 1,8785 g/cm3.
El punto de fusión es 28,40 ± 0,01 ℃ y el punto de ebullición es 678,4 ℃. Valencia 1. Energía de ionización 3,894 electronvoltios. Es el más activo entre los metales alcalinos y puede reaccionar violentamente con el oxígeno para formar una mezcla de varios óxidos. En aire húmedo, el calor de oxidación es suficiente para derretir el cesio y encenderlo. El cesio no reacciona con el nitrógeno, pero puede reaccionar con el hidrógeno a altas temperaturas para formar un hidruro bastante estable. El cesio puede reaccionar violentamente con el agua e incluso con el hielo a temperaturas tan bajas como -116°C. También puede formar haluros estables con halógenos debido a su gran radio iónico. El cesio y la materia orgánica también reaccionarán de manera similar a otros metales alcalinos, pero es más reactivo. El cloruro de cesio es su compuesto principal.
Fuente del elemento:
Las sales de cesio existen en los minerales de la naturaleza, y también existe una pequeña cantidad de cloruro de cesio en la carnalita. Preparado a partir de la reducción del cloruro de cesio con calcio.
Uso del elemento:
Bajo la acción de la luz, el cesio liberará electrones. El cesio metálico se utiliza principalmente para fabricar tubos fotoeléctricos, espectrógrafos, contadores de centelleo, tubos de radio y señales infrarrojas militares. Luces, así como diversos instrumentos ópticos e instrumentos de detección. Sus compuestos se utilizan en la producción de vidrio y cerámica, como absorbentes en dispositivos de purificación de dióxido de carbono, captadores de tubos de radio y en química de trazas. En medicina, las sales de cesio también se pueden utilizar como agentes antichoque después de tomar medicamentos que contienen arsénico. El isótopo cesio-137 se puede utilizar para tratar el cáncer.
Información auxiliar del elemento:
El análisis espectral es más sensible que el análisis químico, se han escapado de las manos de los analíticos el cesio, el rubidio, el talio y el indio, que son menos abundantes en la corteza terrestre. químicos. Después de eso, fue arrestado en el nivel de análisis de espectro.
En 1860, el año en que Bunsen y Kirchhoff crearon el análisis espectroscópico, utilizaron un espectroscopio para descubrir la presencia de un nuevo metal alcalino en el agua mineral concentrada de Durkheim. Describieron en un informe: "Se evaporan 40 toneladas de agua mineral, se precipita cal, tierra de estroncio y tierra amarga, y se utiliza carbonato de amonio para eliminar la tierra de litio. El filtrado obtenido muestra sodio, potasio y litio en el espectroscopio. Además del espectro línea, hay dos líneas azules brillantes cerca de la línea de estroncio. No hay ninguna sustancia simple conocida que pueda mostrar estas dos líneas azules en esta parte del espectro. Después de la investigación, se puede concluir que debe haber una sustancia simple desconocida. existe, perteneciente al grupo de los metales alcalinos. Proponemos llamar a esta sustancia cesio (cesio), y el nombre proviene del latín caesius, que los antiguos usaban para referirse al color azul del cielo despejado..."
De hecho, ya en 1846, cuando Platler, un profesor metalúrgico en Freiberg, Alemania, analizó el mineral de lepidoplasto (también conocido como mica roja), confundió erróneamente el sulfato de cesio con una mezcla de sulfato de sodio y ácido sulfúrico. . El cesio se le escapó de las manos.
El cesio metálico no fue obtenido hasta 1882 por el químico alemán Setberg electrolizando una mezcla de cianuro de cesio (CsCN) y cianuro de bario (Ba(CN)2).
El metal más blando: el cesio
Si alguien pregunta, ¿cuál es el elemento metálico más blando de la naturaleza? Puedes responder a esto: el cesio es el metal más blando, es incluso más blando que la parafina.
Cesio tiene una personalidad vivaz. Originalmente vestía un hermoso "abrigo" de color blanco plateado, pero tan pronto como entra en contacto con el aire, inmediatamente cambia a gris azulado, e incluso se vuelve automáticamente. se vuelve rojo en menos de un minuto. El suelo arde con un brillo rojo púrpura o azul parecido a una rosa. Cuando se arroja al agua, se produce una fuerte reacción química que provoca que se incendie y, en ocasiones, provoque una explosión. Incluso si lo pones en hielo, arderá. Como es tan "deshonesto", la gente suele "encerrarlo" en queroseno para evitar el contacto con el aire y el agua.
Lo más interesante es que el cesio tiene un punto de fusión muy bajo y puede convertirse fácilmente en líquido. Los metales comunes sólo pueden derretirse en un fuego rugiente. , pero el cesio es muy especial. Su punto de fusión es de sólo 28 grados y medio centígrados, es el metal con el punto de fusión más bajo. Como todos sabemos, la temperatura normal de nuestro cuerpo humano es de 37 grados Celsius, por lo que si pones cesio en tu mano, rápidamente se convertirá en líquido y rodará en tu mano como cubitos de hielo que se dejan caer en una olla caliente.
En la naturaleza, el cesio está ampliamente distribuido, con su "residencia" en todas partes en rocas, suelo, agua de mar e incluso en algunos organismos vegetales. Sin embargo, el cesio no forma una mina separada y su contenido en otros minerales es pequeño, por lo que es muy problemático de producir. Durante el año pasado, se produjo muy poco cesio y ahora el cesio es más caro que el oro.
El instrumento de cronometraje más preciso
El instrumento de cronometraje más preciso, un reloj atómico, puede fabricarse con cesio.
Cuando se trata de un reloj, naturalmente entiendes que es una herramienta para medir el tiempo. La vida humana y las actividades de producción son inseparables del cronometraje. Piénselo, si un día se levanta y desaparecen todos los relojes del mundo, ¿cómo será el mundo?
En el pasado, la gente utilizaba la rotación de la Tierra como base para determinar el tiempo. La Tierra es un cronómetro natural que gira sobre su eje todos los días y todas las noches, y el tiempo va y viene año tras año. La gente define el tiempo que tarda la Tierra en girar una vez como un día: veinticuatro horas es un segundo.
Sin embargo, más tarde se descubrió que la Tierra no es un "reloj" muy preciso debido a la influencia de muchos factores como las fuerzas de marea. Su velocidad de rotación es inestable, a veces más rápida y otras más lenta. Aunque la diferencia de velocidad es muy pequeña, cuando se acumula, el error se vuelve muy grande.
¿Existe un instrumento de cronometraje más preciso?
La gente comenzó a romper con los viejos hábitos tradicionales. Si el extremo grande no es suficiente, explorarán el extremo más pequeño. Se descubrió que la sexta capa del átomo de cesio, es decir, el electrón más externo, gira alrededor del núcleo a una velocidad extremadamente precisa, completando siempre una revolución en unas pocas milmillonésimas de segundo, y es más estable que la órbita de la Tierra. La rotación del eje es mucho mayor. Aprovechando esta característica de los átomos de cesio, se ha creado un nuevo tipo de reloj: el reloj atómico de cesio, que estipula que los átomos de cesio "vibran" 9.192.611.770 veces en un segundo (es decir, equivalente al tiempo que tarda el electrón más externo de un átomo de cesio gire tantas veces). Esta es la última definición de "segundo".
Utilizando relojes atómicos de cesio, la gente puede medir el tiempo hasta una milmillonésima de segundo con mucha precisión. El error de tiempo total acumulado durante trescientos años no supera los cinco segundos. La precisión y la estabilidad están mucho más allá de lo normal. Supera a cualquier reloj que se haya fabricado en el mundo, y supera el tiempo astronómico que se ha basado durante muchos años en la rotación de la tierra.
Se ha cosechado el trabajo creativo humano. Como todos sabemos, en nuestra vida diaria sólo necesitamos saber el año, el mes, el día e incluso las horas, minutos y segundos. Sin embargo, la ciencia y la tecnología modernas a menudo necesitan medir con precisión tiempos más cortos, como milisegundos (milésimas de segundo), microsegundos (millonésimas de segundo), etc. Con relojes como el reloj atómico de cesio, es posible que los humanos participen en prácticas de investigación y producción científicas más sofisticadas, como el control altamente preciso de la explosión de bombas atómicas y de hidrógeno, el lanzamiento de cohetes y misiles y la navegación espacial. y, por supuesto, también se puede utilizar para vuelos de larga distancia y navegación.
Vagando por el espacio
Para conquistar el universo es necesario un vehículo nuevo y extremadamente rápido. Los cohetes y naves espaciales ordinarios no pueden alcanzar tales velocidades y, como máximo, sólo pueden salir corriendo del sistema Tierra-Luna; sólo los "cohetes de iones" que pueden volar a cientos de miles de kilómetros por hora pueden cumplir con los requisitos.
Algunos niños podrán preguntar: Sólo conocemos átomos y moléculas, ¿cómo es que existe un ion? ¿Qué es un ion?
En pocas palabras, todo el mundo sabe que las moléculas, átomos y otras partículas normales son eléctricamente neutras y no muestran ninguna carga, mientras que los iones son partículas cargadas (positivas o negativas). iones (iones positivos o negativos) con carga.
Como hemos dicho antes, los electrones más externos de los átomos de cesio son extremadamente inestables y pueden excitarse y emitirse fácilmente en iones de cesio cargados positivamente, por lo que son ideales como "combustible" de cohetes iónicos para la navegación espacial.
El principio de funcionamiento del cohete de iones de cesio es el siguiente: después de arrancar el motor, se genera una gran cantidad de vapor de cesio. El ionizador "procesa" el vapor de cesio y se convierte en iones de cesio cargados positivamente. , y luego, bajo la influencia del campo magnético, acelera a 150 kilómetros por segundo y es expulsado de la boquilla. Al mismo tiempo, el cohete de iones utiliza una fuerte propulsión para empujar el cohete hacia adelante.
Los cálculos muestran que el uso de este ion de cesio como propulsor de cohetes espaciales puede producir un empuje por unidad de peso cientos de veces superior al del combustible líquido o sólido que se utiliza actualmente. ¡Este tipo de cohete de iones de cesio puede viajar en el espacio durante uno o dos años o incluso más!