セシウムは、反応性が高いため、鉱物ポルサイトやレピドライト、塵や岩石中に最小限の濃度で存在します。安定した自然状態では同位体 133 のみが存在します。さらに、その化合物は電子、化学、医療、電気の分野で高く評価されています。この記事ではその特性や用途などについてご紹介します。
セシウムとは何ですか？
周期表の原子番号55の第1族に位置するアルカリ金属です。アルカリ元素の中で最も重く、無機化合物の形成が特徴です。さらに、光沢のある銀白色で、湿った空気の存在下では急速に酸化します。
セシウム記号
Csその名前は、青い空を意味するラテン語のcaesiusに由来しています。この名前は、発見中にミネラルウォーターのサンプルに 2 本の青い分光線が反射されたことに由来しています。
セシウムの特徴
融点が低く、非常に柔らかい重金属に相当します。これはそのグループの中で最も反応性の高いアルカリの 1 つであり、自然発火性、つまり湿った空気中で可燃性です。さらに、高温では水素と反応して水素化合物を形成します。その他の機能を以下に示します。
- 状態: 低温では固体、液体。
- 味と匂い：無臭で特有の味はありません。
- 構成: 55 個の電子と陽子、78 個の中性子で構成されています。原子核内では、電子のエネルギー準位は 6 です。
- 毒性: 中程度。しかし、この元素に過剰にさらされると、消化器疾患、出血、死亡を引き起こします。
- 反応性:高く、水と激しく反応し、ハロゲン、氷、一酸化炭素、アンモニアと水酸化セシウムを生成します。
- 溶解度: 元素とその化合物は水に溶けます。
- 結晶化：全身を中心とした立方体。
- 導電性: 良好な導電性を示します。
セシウムの化学的および物理的性質
- 原子番号：55
- 期間：6
- ブロック：S
- グループ: 1
- 酸化状態: 1
- イオン化エネルギー: 375.7
- 錆び：強い
- 原子量 (g/mol): 132.90545 金
- 密度: 1879 kg/m3
- 沸点: 671 ℃
- 融点: 28 ℃
- 共有結合半径： 225pm
- 原子半径: 298pm
- 平均半径: 260h
- 電気陰性度: 0.79
- 比熱： 240J/(Kkg)
- 電子構成: [Xe] 6s1
- 層あたりの電子数: 2、8、18、18、8、 1
- 熱伝導率： 35.9W/(Km)
- 電気伝導率： 4.89×106S/m
セシウムの起源
この元素は、1860 年に分光器を使用してグスタフ キルヒホッフとロバート ブンゼンによって発見されました。装置には2本の金属塩である鮮やかな青色の線が2本映っていました。ブンゼン氏はミネラルウォーターを使ってそれらを分離することに成功したが、金属状態の元素では分離できなかった。カール・セッターバーグがシアン化セシウムを用いた電気分解によってそれを単離したのは 1862 年になってからでした。
セシウムは何に使われているのですか？
光電池、シンチレーションカウンター、軍用赤外線ランプ、分光装置、光学および検出装置の製造に使用されます。結晶、セラミックの製造や二酸化炭素浄化プラントの吸収剤として使用されます。その他の用途は次のとおりです。
薬
セシウム 137 は、小線源療法と呼ばれるがんの放射線療法治療に使用されます。使用される材料は腫瘍患者に配置されるビーズで構成されており、副作用はありません。さらに、この元素の塩は、ヒ素含有薬物の投与後の局所抗ショック剤として使用されます。
科学
科学分野では、この元素は原子時計の開発に使用され、セシウム 133 原子のエネルギーに基づいて時間を測定します。さらに、7 つの測定スケールで構成される国際システム (SI) の単位を指定するために使用されます。 。 。
産業用
熱発電機では、要素からの蒸気が熱を低出力の電気エネルギーに変換するために使用されます。セシウムの他の特性は、磁場の強さを測定する磁力計の校正に使用されます。
セシウムはどこにありますか?
7ppmの割合でミネラルと混合して環境中に排出されます。地球の地殻では金属の形で存在することは一般的ではありませんが、侵食や岩石から小さな純粋なサンプルが得られます。さらに、鉱物の採掘や破砕中に、元素は空気、土壌、水中に放出されます。放射性の形では、原子力発電所、兵器の爆発、原子力事故を通じて自然界に存在します。
セシウムはどのようにして得られるのでしょうか？
それは、その主な化合物であるポルサイトから、この鉱物を強酸で消化することによって得られます。最もよく使用されるのは、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、硫酸です。プロセスにはアルカリ分解および直接還元法が使用されます。最後に、シアン化セシウムの電気分解を適用して、純粋な金属を取得します。
要約すると、このアルカリ金属はその重い性質とそのグループの中で最も反応性が高いという特徴があります。セシウムは融点が低く、導電率が高いため、その用途は医療や科学の分野にまで広がっています。