-
銫
(化學元素)
鎖定
銫理化性質
銫物理性質
外觀 | 銀金色的金屬 |
---|---|
硬度 | 非常柔軟(它的莫氏硬度是所有元素中最低的) |
元素表位置 | 位於第六週期的IA族 |
延展性 | 具有延展性 |
放射性 | 沒有放射性 |
密度 | 1.87g/cm3 |
熔點 | |
沸點 | |
危險性 |
銫化學性質
2011年3月29日,在安徽省、廣東省、廣西壯族自治區和寧夏回族自治區的監測點氣溶膠取樣中還檢測到了極微量的人工放射性核素銫-137和銫-134,其濃度均在10-5貝克/立方米量級及以下。環境中銫-137進入人體後易被吸收,均勻分佈於全身;由於銫-137能釋放γ射線,很容易在體外測出。進入體內的放射性銫主要滯留在全身軟組織中,尤其是肌肉中,在骨和脂肪中濃度較低;較大量放射性銫攝入體內後可引起急、慢性損傷。
[5]
核素 | 化學符號 | 原子序數 | 主要放射性同位素 | 半衰期 | 來源 | 毒性 |
銫 | Cs | 55 | 137Cs | 30.0年 | 人工 |
銫在鹼金屬中是最活潑的,能和氧發生劇烈反應,生成多種銫氧化物。在潮濕空氣中,氧化的熱量足以使銫熔化並燃燒。銫不與氮反應,但在高温下能與氫化合,生成相當穩定的氫化物。銫能與水發生劇烈的反應,如果把銫放進盛有水的水槽中,馬上就會發生爆炸。甚至和温度低到-116℃的冰均可發生猛烈反應產生氫氣、氫氧化銫,生成的氫氧化銫是無放射性的氫氧化物中鹼性最強的。與鹵素也可生成穩定的鹵化物,這是由於它的離子半徑大所帶來的特點。銫和有機物也會發生同其他鹼金屬相類似的反應,但它比較活潑。
[2]
銫鹽通常是無色的,除非陰離子有顏色(如高錳酸銫是紫色的)。許多簡單的鹽具有潮解性,但比更輕的其他鹼金屬弱。銫的乙酸鹽、碳酸鹽、鹵化物、氧化物、硝酸鹽和硫酸鹽可溶於水。複鹽通常溶解度較小,硫酸鋁銫溶解度較小的性質常用來從礦石中提純銫。與銻(例如CsSbCl4)、鉍、鎘、銅、鐵和鉛形成的複鹽通常溶解度很小。
氫氧化銫(CsOH)是一種具有強烈吸水性的強鹼。它能迅速腐蝕半導體材料(例如硅)的表面。化學家曾認為CsOH是“最強的鹼”,但是許多化合物的鹼性(質子鹼性)遠比CsOH強,例如正丁基鋰,氫化銫和氨基鈉。
[3]
銫製備方法
銫應用領域
銫裂變產物
長壽命的銫–137是鈾-235的裂變產物。半衰期30.17年,可輻射β射線和γ射線,用作β和γ輻射源,用於工農業和醫療。隨着核燃料放射性廢物儲放的時間,其輻射的γ射線比例增加,是儲存的主要對象。
[4]
銫離子火箭
銫原子的最外層電子極不穩定,很容易被激發放射出來,變成為帶正電的銫離子,所以是宇宙航行離子火箭發動機理想的“燃料”。銫離子火箭的工作原理:發動機開動後,產生大量的銫蒸氣,銫蒸氣經過離化器的“加工”,變成了帶正電的銫離子,接着在磁場的作用下加速到每秒一百五十公里,從噴管噴射出去,同時給離子火箭以強大的推動力,把火箭高度推向前進。
[5]
[3]
銫原子鐘
銫原子的最外層的電子繞着原子核旋轉的速度,總是極其精確地在幾十億分之一秒的時間內轉完一圈,穩定性比地球繞軸自轉高得多。利用銫原子的這個特點,人們製成了一種新型的鐘——銫原子鐘,規定一秒就是銫原子“振動”9192631770次(即相當於銫原子的兩個超精細電子遷躍9192631770次)所需要的時間。這就是“秒”的最新定義。
[5]
[3]
利用銫原子鐘,人們可以十分精確地測量出十億分之一秒的時間,精確度和穩定性遠遠地超過世界上以前有過的任何一種表,也超過了許多年來一直以地球自轉作基準的天文時間。有了像銫原子鐘這樣一類的鐘表,人類就有可能從事更為精細的科學研究和生產實踐,比如對原子彈和氫彈的爆炸、火箭和導彈的發射以及宇宙航行等等,實行高度精確的控制,當然也可以用於遠程飛行和航海。用銫作成的原子鐘,可以精確的測出十億分之一秒的一剎那,它連續走上三十萬年,誤差也不超過1s,精確度相當高。另外,銫在醫學上、導彈上、宇宙飛船上及各種高科技行業中都有廣泛應用。
[5]
[3]
[7]
銫新粒子
2023年2月,澳大利亞科學家在最新一期《物理評論快報》雜誌上撰文稱,他們藉助由一個普通的銫原子和名為繆子的基本粒子組成的一種不尋常的原子,通過理論研究,提高了對銫原子核的磁性結構、在銫原子中的作用以及繆子效應的理解。最新方法有望提供一種不同於大型強子對撞機的方式發現新粒子,或有助揭示佔據宇宙總質量95%的暗物質的秘密。
[9]
銫銫噴泉鍾
銫發現簡史
銫最終被基爾霍夫教授和本生於1860年在德國的海德堡被發現。他們檢測了來自Durkheim的礦物質水,並且在光譜中觀察到了他們不能認出的線,這意味着一個新的元素的出現。他們從這個來源生產出了約7克氯化銫,但沒能生產出這種新金屬自身的樣本。第一個成功製出金屬銫的這個榮譽歸屬於波恩大學的考爾·希歐多爾·賽特伯格(Carl Theodor Setterberg)教授,他由電解熔融的氰化銫(CsCN)獲取了它。
[5]
銫礦藏分佈
- 參考資料
-
- 1. 馬世昌.化學物質辭典:陝西科學技術出版社,1999年04月第1版:675頁
- 2. N.N格林伍德等.元素化學:科學出版社,1984
- 3. 張青蓮.無機化學叢書:科學出版社,1987
- 4. 中國大百科全書出版社.《中國大百科全書》第二版:中國大百科全書出版社,2009年4月
- 5. 鄭德.銫的發現過程及其應用:冶金工業出版社,1999
- 6. 王科志.化學工業製備手冊(新):化工出版社,2010
- 7. 王載興.無機化學實驗:高等教育出版社,1995
- 8. 銫 .化源網[引用日期2022-10-25]
- 9. 澳科學家利用銫改進原子理論計算方法,有助發現大型對撞機無法揭示的新粒子 .科技日報.2023-02-28[引用日期2023-02-28]
- 10. 一秒時間有了迄今最精確測量值 .科技日報.2023-04-04[引用日期2023-04-04]