Γεγονότα καισίου – Καισίου ή Cs
Κάσιο ή καίσιο είναι ένα γυαλιστερό, απαλό χρυσό μέταλλο με σύμβολο στοιχείου Cs και ατομικό αριθμό 55. Το καίσιο είναι το πιο μαλακό μέταλλο που είναι στερεό σε θερμοκρασία δωματίου. Γίνεται υγρό στοιχείο στους 28,5 °C ή 83,3 °F. Όπως το γάλλιο, είναι ένα μέταλλο που μπορείτε να λιώσετε στην παλάμη του χεριού σας (αλλά παρακαλώ μην το κάνετε). Ακολουθεί μια συλλογή από ενδιαφέροντα γεγονότα για το καίσιο, συμπεριλαμβανομένων των ιδιοτήτων, των χρήσεων και των πηγών του στοιχείου.
Βασικά στοιχεία για το καίσιο
Όνομα :Καισίου (ASC, Αμερικάνικο) ή καίσιο (IUPAC, διεθνές)
Σύμβολο :Cs
Ατομικός αριθμός :55
Ατομικό βάρος :132.905451
Ομάδα :ομάδα 1 (αλκαλιμέταλλο)
Περίοδος :περίοδος 6
Αποκλεισμός :s-block
Διαμόρφωση ηλεκτρονίων :[Xe] 6s
Ηλεκτρόνια ανά κέλυφος :2, 8, 18, 18, 8, 1
Ανακάλυψη :Ο Robert Bunsen και ο Gustav Kirchhoff ανακάλυψαν το καίσιο το 1860 σε μεταλλικό νερό. Ανακάλυψαν το στοιχείο χρησιμοποιώντας ένα φασματοσκόπιο και αναγνώρισαν το στοιχείο από τις γραμμές του φάσματος εκπομπής του μπλε του ουρανού. Ο Carl Setterberg απομόνωσε για πρώτη φορά το καθαρό στοιχείο το 1882.
Όνομα Προέλευση:Το καίσιο προέρχεται από τη λατινική λέξη caesius, που σημαίνει «γαλάζιο του ουρανού». Αυτό αναφέρεται στις φασματικές γραμμές του μπλε του ουρανού του στοιχείου.
Ισότοπα :Υπάρχουν 39 ισότοπα καισίου, που κυμαίνονται σε μαζικούς αριθμούς από 112 έως 151. Το μόνο σταθερό ισότοπο είναι το καίσιο-133. Το ισότοπο με τον μεγαλύτερο χρόνο ημιζωής είναι το καίσιο-135, με χρόνο ημιζωής 2,3 εκατομμύρια χρόνια. Το καίσιο-137 είναι ένα αξιοσημείωτο ισότοπο που παράγεται από δοκιμές πυρηνικών όπλων.
Βιολογικός ρόλος και τοξικότητα :Το καίσιο δεν εξυπηρετεί καμία γνωστή βιολογική λειτουργία σε κανέναν οργανισμό. Το μη ραδιενεργό ισότοπο του καισίου είναι ήπια τοξικό. Για παράδειγμα, το χλωριούχο καίσιο είναι περίπου το ίδιο τοξικό με το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) ή το χλωριούχο κάλιο. Τα συμπτώματα της τοξικότητας περιλαμβάνουν χαμηλή αρτηριακή πίεση, στομαχικές διαταραχές και μυρμήγκιασμα των χειλιών. Η υπερβολική πρόσληψη καισίου οδηγεί σε υποκαλιαιμία (χαμηλό κάλιο), υπομαγνησία (χαμηλό μαγνήσιο), ταχυκαρδία (ταχυκαρδία) και μερικές φορές καρδιακή προσβολή. Το να αγγίζετε το καθαρό καίσιο δεν συνιστάται επειδή αναφλέγεται ή αντιδρά εκρηκτικά με το νερό. Τα ραδιενεργά ισότοπα δεν συσσωρεύονται εύκολα στο σώμα, αλλά είναι πολύ επικίνδυνα. Πειράματα με σκύλους έδειξαν ότι 4,1 μg καισίου-137 ανά κιλό σωματικού βάρους είναι θανατηφόρο. Χαμηλότερες δόσεις μπορεί να προκαλέσουν στειρότητα και καρκίνο.
Χρήσεις :Η κύρια χρήση του καισίου-137 είναι στη βιομηχανία πετρελαίου ως ιχνηθέτης σε υγρά γεώτρησης. Το καίσιο-137 χρησιμοποιείται επίσης στην ακτινοβόληση τροφίμων, στη θεραπεία του καρκίνου, στα ατομικά ρολόγια, ως καταλύτης, σε φωτοηλεκτρικά κύτταρα και ως λήπτης σε σωλήνες κενού. Το μη ραδιενεργό ισότοπο και οι ενώσεις του βρίσκουν χρήση σε εξειδικευμένο γυαλί, υπέρυθρες φωτοβολίδες και στην παρασκευή μπύρας.
Πηγές :Το καίσιο είναι ένα σχετικά σπάνιο στοιχείο που εμφανίζεται με αφθονία περίπου 3 μέρη ανά εκατομμύριο στον φλοιό της Γης. Αυτό το καθιστά το 45ο πιο άφθονο στοιχείο στον φλοιό. Λόγω του μεγάλου μεγέθους του ατόμου, αποκλείεται από πολλούς ορυκτούς κρυστάλλους. Τα λίγα ορυκτά που περιέχουν καίσιο περιλαμβάνουν τον πολυσίτη, τον συλβίτη, τον καρναλλίτη, τον βηρύλιο, τον αβογαδρίτη, τον πεζοτταΐτη, τον ροδιζίτη και τον λοντονίτη. Η πλουσιότερη πηγή μεταλλεύματος που περιέχει καίσιο είναι το ορυχείο Tanco στη Μανιτόμπα του Καναδά. Άλλες πηγές είναι το κοίτασμα Bikita στη Ζιμπάμπουε και η έρημος Karibib στη Ναμίμπια. Από τη ρύπανση, τα βήματα εξαγωγής είναι η όξινη πέψη, η αλκαλική αποσύνθεση ή η άμεση αναγωγή.
Φυσικά δεδομένα
Ταξινόμηση στοιχείων :αλκαλιμέταλλο
Πυκνότητα :1,93 g/cm
Σημείο τήξης :301,7 K (28,5 °C, 83,3 °F)
Σημείο βρασμού :944 K (671 °C, 1240 °F)
Φάση στο STP :στερεό
Εμφάνιση :αχνό χρυσό μέταλλο
Fusion Heat :2,09 kJ/mol
Μοριακή θερμική ικανότητα :32.210 J/(mol·K)
Κρυσταλλική Δομή :κυβικό με κέντρο το σώμα (bcc)
Θερμική διαστολή :97 μm/(m⋅K) (στους 25 °C)
Θερμική αγωγιμότητα :35,9 W/(m⋅K)
Ηλεκτρική αντίσταση :205 nΩ⋅m (στους 20 °C)
Μαγνητική σειρά :παραμαγνητικό
Μονάδα του Young :1,7 GPa
Μαζική μονάδα :1,6 GPa
Σκληρότητα Mohs :0,2
Brinell Ha rdness :0,14 MPa
Ατομικά δεδομένα
Ατομική ακτίνα :265 μ.μ.
Ατομικός όγκος :70,0 cc/mol
Ομοιοπολική ακτίνα :244±11 μ.μ.
Ακτίνα Van der Waals :343 μ.μ.
Ιωνική ακτίνα :167 (+1e)
Ηλεκτραρνητικότητα παλαίωσης :0,79
Πρώτη ενέργεια ιονισμού :375,7 kJ/mol
Κατάσταση οξείδωσης :-1, +1
Ενδιαφέροντα γεγονότα για το καίσιο
- Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι το μόνο στοιχείο που έχει χρυσό χρώμα είναι ο χρυσός. Ωστόσο, το καίσιο έχει ένα ξεχωριστό χρυσό καλούπι.
- Το καίσιο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό. Αναφλέγεται αυθόρμητα στον αέρα και εκρήγνυται όταν έρθει σε επαφή με το νερό. Για αυτόν τον λόγο, οι άνθρωποι αποθηκεύουν το καίσιο σε σφραγισμένα δοχεία, μέσα σε αδρανές αέριο ή υγρό ή κενό.
- Το καίσιο είναι τόσο μαλακό και όλκιμο που τραβιέται εύκολα σε εξαιρετικά λεπτά σύρματα.
- Ενώ το λιώσιμο του καισίου είναι πολύ επικίνδυνο, μπορείτε να κρατήσετε ένα δοχείο στερεού καισίου στο χέρι σας. Επίσης, καθώς το μέταλλο ψύχεται σχηματίζει όμορφους κρυστάλλους.
- Το καίσιο είναι το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο στον περιοδικό πίνακα, χρησιμοποιώντας την κλίμακα ηλεκτραρνητικότητας Άλεν. Ανάλογα με τις συνθήκες, έχει επίσης τη μεγαλύτερη ομοιοπολική ακτίνα.
- Το υδροξείδιο του καισίου (CsOH) είναι τόσο ισχυρή βάση που τρώει μέσα από το γυαλί.
- Το 2009, η τιμή του 99,8% καθαρού καισίου ήταν περίπου 10 $ ανά γραμμάριο ή 280 $ ανά ουγγιά.
- Το καίσιο-137 που απελευθερώθηκε κατά τη διάρκεια δοκιμών πυρηνικών όπλων κατακάθισε στο έδαφος και αποτελεί αξιόπιστο δείκτη του «σύγχρονου» ιζήματος.
Αναφορές
- Μπικ, Μάνφρεντ; Prinz, Horst (2005). "Cesium and Cesium Compounds" στην Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005 . Weinheim:Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a06_153
- Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1984). Chemistry of the Elements . Οξφόρδη, Ηνωμένο Βασίλειο:Pergamon Press. ISBN 978-0-08-022057-4.
- Lide, David R., ed. (2006). Εγχειρίδιο CRC Χημείας και Φυσικής (87η έκδ.). Boca Raton, FL:CRC Press. ISBN 0-8493-0487-3.
- Melnikov, P.; Zanoni, L. Z. (Ιούνιος 2010). «Κλινικές επιδράσεις της πρόσληψης καισίου». Έρευνα βιολογικών ιχνοστοιχείων . 135 (1–3):1–9. doi:10.1007/s12011-009-8486-7
- Weeks, Mary Elvira (1932). «Η ανακάλυψη των στοιχείων. XIII. Μερικές φασματοσκοπικές ανακαλύψεις». Journal of Chemical Education . 9 (8):1413–1434. doi:10.1021/ed009p1413
