Aufgrund seiner hohen Reaktivität ist Cäsium in den Mineralien Pollucit und Lepidolit, in Staub und Gesteinen in minimalen Konzentrationen vorhanden. In einem stabilen natürlichen Zustand kommt es nur mit seinem Isotop 133 vor. Darüber hinaus werden seine Verbindungen in der Elektronik-, Chemie-, Medizin- und Elektrobranche sehr geschätzt. Wir informieren Sie in diesem Artikel über seine Eigenschaften, Verwendungsmöglichkeiten und weitere Aspekte.
Was ist Cäsium?
Es ist ein Alkalimetall der Gruppe 1 mit der Ordnungszahl 55 im Periodensystem. Es ist das schwerste der alkalischen Elemente und zeichnet sich durch die Bildung anorganischer Verbindungen aus. Darüber hinaus ist es ein glänzendes silbriges Weiß, das in Gegenwart feuchter Luft schnell oxidiert.
Cäsium-Symbol
Cs Sein Name kommt vom lateinischen caesius , was blauer Himmel bedeutet. Es erhält diesen Namen, weil es bei seiner Entdeckung zwei blaue spektroskopische Linien in einer Mineralwasserprobe reflektierte.
Eigenschaften von Cäsium
Es handelt sich um ein sehr weiches Schwermetall mit niedrigem Schmelzpunkt. Es gehört zu den reaktivsten Alkalien seiner Gruppe, es ist pyrophor, also in feuchter Luft entzündlich. Darüber hinaus reagiert es bei hohen Temperaturen mit Wasserstoff unter Bildung von Wasserstoffverbindungen. Weitere Funktionen sind unten aufgeführt:
- Zustand : Fest und flüssig bei niedriger Temperatur.
- Geschmack und Geruch : Es ist geruchlos und ohne charakteristischen Geschmack.
- Zusammensetzung : Bestehend aus 55 Elektronen und Protonen, 78 Neutronen. Im Kern haben Elektronen das Energieniveau 6.
- Toxizität : Mäßig. Eine übermäßige Einwirkung dieses Elements führt jedoch zu Verdauungskrankheiten, Blutungen und zum Tod.
- Reaktivität: Hoch, es reagiert heftig mit Wasser, wo es Cäsiumhydroxid, mit Halogenen, Eis, Kohlenmonoxid und Ammoniak bildet.
- Löslichkeit : Das Element und seine Verbindungen sind in Wasser löslich.
- Kristallisation : Kubisch, zentriert auf den ganzen Körper.
- Leitfähigkeit : Bietet eine gute elektrische Leitfähigkeit.
Chemische und physikalische Eigenschaften von Cäsium
- Ordnungszahl : 55
- Zeitraum : 6
- Block : S
- Gruppe : 1
- Oxidationsstufe : 1
- Ionisierungsenergie: 375,7
- Rost: Stark
- Atommasse (g/mol): 132,90545 Gold
- Dichte: 1879 kg/m3
- Siedepunkt: 671 °C
- Schmelzpunkt: 28 °C
- Kovalenter Radius: 225 Uhr
- Atomradius: 298 Uhr
- Durchschnittlicher Radius: 260h
- Elektronegativität: 0,79
- Spezifische Wärme: 240 J / (K kg)
- Elektronische Konfiguration: [Xe] 6s1
- Elektronen pro Schicht: 2, 8, 18, 18, 8, 1
- Wärmeleitfähigkeit: 35,9 W/(Km)
- Elektrische Leitfähigkeit: 4,89 x 106 S/m
Herkunft von Cäsium
Dieses Element wurde 1860 von Gustav Kirchhoff und Robert Bunsen mit einem Spektroskop entdeckt. Auf dem Gerät spiegelten sich 2 leuchtend blaue Linien, bei denen es sich um zwei Metallsalze handelte. Bunsen gelang es, sie mit Mineralwasser zu isolieren, jedoch nicht mit dem Element im metallischen Zustand. Erst 1862 isolierte Carl Setterberg es durch Elektrolyse mit Cäsiumcyanid.
Wofür wird Cäsium verwendet?
Es wird zur Herstellung von Fotozellen, Szintillationszählern, militärischen Infrarotlampen, spektrografischen Geräten sowie optischen und Detektionsgeräten verwendet. Es wird bei der Herstellung von Kristallen und Keramik sowie als Absorptionsmittel in Kohlendioxid-Reinigungsanlagen verwendet. Weitere Verwendungsmöglichkeiten sind:
Medizin
Cäsium-137 wird bei der Strahlentherapie von Krebs in einem Verfahren namens Brachytherapie eingesetzt. Das verwendete Material besteht aus Kügelchen, die Patienten mit Tumoren eingesetzt werden und keine Nebenwirkungen aufweisen. Darüber hinaus werden Salze des Elements als topisches Antischockmittel nach der Verabreichung arsenhaltiger Arzneimittel eingesetzt.
Wissenschaft
Im wissenschaftlichen Bereich wird dieses Element bei der Entwicklung von Atomuhren verwendet, die für die Zeitmessung auf der Grundlage der Energie von Cäsium-133-Atomen verantwortlich sind. Darüber hinaus wird es zur Angabe der Einheiten des Internationalen Systems oder SI verwendet, das aus 7 Maßskalen besteht. . .
Industriell
In thermonischen Generatoren wird der Dampf des Elements zur Umwandlung von Wärme in elektrische Energie geringer Leistung genutzt. Weitere Eigenschaften von Cäsium werden bei der Kalibrierung von Magnetometern genutzt, die die Stärke eines Magnetfelds messen.
Wo kommt Cäsium vor?
Es wird mit Mineralien vermischt in einem Anteil von 7 ppm in die Umwelt abgegeben. In seiner metallischen Form kommt es in der Erdkruste nicht häufig vor, kleine reine Proben stammen jedoch aus Erosion und Gesteinen. Darüber hinaus wird das Element beim Abbau und Zerkleinern von Mineralien in die Luft, den Boden und das Wasser freigesetzt. In seiner radioaktiven Form kommt es in der Natur durch Kernkraftwerke, Waffendetonationen und nukleare Unfälle vor.
Wie wird Cäsium gewonnen?
Es wird aus seiner Hauptverbindung Pollucit durch Verdauung dieses Minerals in starken Säuren gewonnen. Am häufigsten werden Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure verwendet. Dabei kommen alkalische Zersetzungs- und Direktreduktionsverfahren zum Einsatz. Abschließend wird eine Cäsiumcyanid-Elektrolyse angewendet, um das reine Metall zu erhalten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich dieses Alkalimetall durch seinen schweren Charakter auszeichnet und das reaktivste seiner Gruppe ist. Aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts und seiner Leitfähigkeit erstreckt sich der Einsatzbereich von Cäsium auch auf den medizinischen und wissenschaftlichen Bereich.