Ձեռքերում հալվում է, բայց ոչ ձյունը՝ հանելուկ «քիմիա» բաժնից։ Պատասխան - ցեզիում. Այս մետաղի հալման ջերմաստիճանը 24,5 աստիճան Ցելսիուս է։ Մի նյութ, որը բառացիորեն հոսում է ձեր մատների միջով, հայտնաբերվել է 1860 թ. Ցեզիումը առաջին տարրն էր, որը հայտնաբերվեց սպեկտրային վերլուծության միջոցով:
Վարում են Ռոբերտ Բունսենը և Գուստավ Կիրխոֆը: Քիմիկոսներն ուսումնասիրել են Դյուրկհեյմի հանքային աղբյուրների ջրերը։ Հայտնաբերվել է մագնեզիում, լիթիում, կալցիում,. Ի վերջո, նրանք մի կաթիլ ջուր դրեցին սպեկտրոսկոպի մեջ և տեսան երկու կապույտ գիծ՝ անհայտ նյութի առկայության վկայություն:
Սկզբից դրա քլորպլատինատը մեկուսացվել է։ Հանուն 50 գրամի վերամշակվել է 300 տոննա հանքային ջուր։ Նոր մետաղի անվան հետ ավելի իմաստուն չի դարձել: Լատիներենից «cesium»-ը թարգմանվում է որպես «կապույտ»:
Ցեզիումի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները
Սպեկտրոսկոպում մետաղը վառ կապույտ է ճառագում։ Իրականում տարրը նման է նրան, մի փոքր ավելի թեթև: Հեղուկ վիճակում ցեզիումի դեղնությունը վերանում է, հալոցքը դառնում է արծաթափայլ։ Փորձերի համար հումք ստանալը հեշտ չէ։
Մետաղներից տարրը ամենահազվագյուտն է և ցրվածը երկրի ընդերքում։ Բնության մեջ հանդիպում է միայն մեկ իզոտոպ։ ցեզիում 133. Այն լիովին կայուն է, այսինքն՝ ենթակա չէ ռադիոակտիվ քայքայման։
Ռադիոակտիվ մետաղների իզոտոպները ստացվում են արհեստական ճանապարհով։ 135-րդ ցեզիումը երկար լյարդ է: Նրա կիսատ կյանքը մոտ 3 000 000 տարի է։ Ցեզիում 137կեսը քայքայվում է 33,5 տարում։ Իզոտոպը ճանաչվում է որպես կենսոլորտի աղտոտման հիմնական աղբյուրներից մեկը։
Նուկլիդը մտնում է այն գործարանների, ատոմակայանների արտանետումներից։ Ցեզիումի կիսամյակըթույլ է տալիս ներթափանցել ջրի, հողի, բույսերի մեջ, կուտակվել դրանց մեջ։ 137-րդ իզոտոպը հատկապես շատ է քաղցրահամ ջրիմուռներում և քարաքոսերում։
Լինելով մետաղներից ամենահազվագյուտը՝ ցեզիումը նաև ամենաակտիվն է։ Ալկալային տարրը գտնվում է պարբերական համակարգի 1-ին խմբի հիմնական ենթախմբում, որն արդեն պարտավորեցնում է նյութին հեշտությամբ մտնել քիմիական ռեակցիաների մեջ։ Նրանց հոսքը ուժեղանում է ջրի առկայությամբ: Այո, օդում ցեզիումի ատոմպայթում է մթնոլորտում իր գոլորշու առկայության պատճառով:
Ջրի հետ փոխազդեցությունը ուղեկցվում է պայթյունով, նույնիսկ եթե այն սառած է։ Սառույցի հետ ռեակցիան հնարավոր է -120 աստիճան Ցելսիուսի դեպքում։ Չոր սառույցը բացառություն չէ: Պայթյունն անխուսափելի է նաև, երբ ցեզիումը շփվում է թթուների, պարզ սպիրտների, ծանր մետաղների հալոգենիդների և օրգանական հալոգենների հետ։
Փոխազդեցությունները հեշտ է գործարկել 2 պատճառով. Առաջինը ուժեղ բացասական էլեկտրաքիմիական պոտենցիալն է: Այսինքն՝ ատոմը բացասական լիցքավորված է, հակված է դեպի իրեն ձգելու այլ մասնիկներ։
Երկրորդ պատճառը ցեզիումի մակերեսն է այլ նյութերի հետ ռեակցիաների ժամանակ: Սենյակային պայմաններում հալվելով՝ տարրը տարածվում է։ Պարզվում է, որ ավելի մեծ թվով ատոմներ բաց են փոխազդեցության համար։
Տարրի ակտիվությունը հանգեցրել է բնության մեջ նրա մաքուր ձևի բացակայությանը։ Կան միայն կապեր, օրինակ,. Նրանց մեջ: ցեզիումի քլորիդ, ֆտորիդ, յոդիտ, ազիտ, ցիանիտ, բրոմ և ցեզիումի կարբոնատ. 55-րդ տարրի բոլոր աղերը հեշտությամբ լուծվում են ջրում։
Եթե աշխատանք է տարվում ցեզիումի հիդրօքսիդ, պետք է վախենալ ոչ թե նրա լուծարումից, այլ նրանից, որ նա ինքն է կարողանում ոչնչացնել, օրինակ, ապակին։ Նրա կառուցվածքը խախտվում է ռեագենտի կողմից արդեն սենյակային ջերմաստիճանում: Արժե աստիճանը բարձրացնել, հիդրօքսիդը չի խնայի կոբալտը, կորունդը, երկաթը։
Ռեակցիաները հատկապես արագ են լինում թթվածնային միջավայրում: Միայն ցեզիումի հիդրօքսիդին դիմադրելու ունակություն: Ազոտը նույնպես չի փոխազդում 55-րդ տարրի հետ։ Ցեզիումի ազիտը ստացվում է միայն անուղղակիորեն:
Ցեզիումի կիրառում
Ցեզիում, բանաձևորն ապահովում է էլեկտրոնի ցածր աշխատանքային ֆունկցիան, օգտակար է ֆոտոգալվանային բջիջների արտադրության մեջ: 55-րդ նյութի վրա հիմնված սարքերում հոսանքի ստացման արժեքը նվազագույն է։ Ճառագայթման նկատմամբ զգայունությունը, ընդհակառակը, առավելագույնն է։
Որպեսզի ֆոտոգալվանային սարքավորումները ցեզիումի հազվադեպության պատճառով աննախադեպ արժեք չունենան, այն համաձուլված է,,,: Որպես ընթացիկ աղբյուր՝ ցեզիումը օգտագործվում է վառելիքի բջիջներում։ 55-րդ մետաղի վրա հիմնված ամուր էլեկտրոլիտը ավտոմեքենաների և բարձր էներգիայի մարտկոցների մի մասն է:
55-րդ մետաղը օգտագործվում է նաև լիցքավորված մասնիկների հաշվիչներում։ Նրանց համար գնվում է ցեզիումի յոդիտ։ Ակտիվանալով թալիումով՝ այն գրանցում է գրեթե ցանկացած ճառագայթում։ Ցեզիումի դետեկտորները ձեռք են բերվում միջուկային ձեռնարկությունների, երկրաբանական հետախուզման և բժշկական կլինիկաների համար:
Օգտագործեք սարքեր և տիեզերական արդյունաբերություն: Մասնավորապես, Mars-5-ն ուսումնասիրել է կարմիր մոլորակի մակերեսի տարերային բաղադրությունը ցեզիումի վրա հիմնված գամմա ճառագայթների սպեկտրոմետրի շնորհիվ։
Ինֆրակարմիր ճառագայթները որսալու ունակությունն է օպտիկայի մեջ դրա կիրառման պատճառը։ Ավելացնել դրան ցեզիումի բրոմիդԵվ ցեզիումի օքսիդ. Այն գտնվում է հեռադիտակներում և գիշերային տեսողության ակնոցներում, զենքի տեսադաշտում։ Վերջիններս աշխատում են նույնիսկ տիեզերքից։
Արժանի կիրառություն է գտել նաեւ տարրի 137-րդ իզոտոպը։ Ռադիոակտիվ նուկլիդը ոչ միայն աղտոտում է մթնոլորտը, այլև մանրէազերծում է արտադրանքը, ավելի ճիշտ՝ դրանց համար նախատեսված տարաները։ Ցեզիումի կես կյանքըերկար. Միլիոնավոր պահածոներ կարող են վերամշակվել։ Երբեմն ստերիլիզացվում է նաև միսը` թռչունների դիակներ և.
Հնարավոր է նաև 137-րդ իզոտոպով մշակել բժշկական գործիքներն ու դեղամիջոցները։ Նուկլիդն անհրաժեշտ է նաև բուն բուժման մեջ, երբ խոսքը գնում է ուռուցքների մասին: Մեթոդը կոչվում է ռադիոթերապիա։ Ցեզիումով պատրաստուկներ են տրվում նաև շիզոֆրենիայի, դիֆթերիայի, պեպտիկ խոցի և շոկի որոշ տեսակների դեպքում։
Մետաղագործներին մաքուր տարր է պետք։ Այն խառնվում է համաձուլվածքների և. Հավելումը մեծացնում է նրանց ջերմային դիմադրությունը: Օրինակ, այն եռապատկվում է, երբ ցեզիումը կազմում է ընդամենը 0,3%:
Բարձրացնում է առաձգական ուժը և կոռոզիոն դիմադրությունը: Ճիշտ է, արդյունաբերողները այլընտրանք են փնտրում 55-րդ տարրին։ Այն չափազանց սակավ է, գնով ոչ եկամտաբեր։
Ցեզիումի արդյունահանում
Մետաղը մեկուսացված է աղտոտվածությունից: Այն ջրային ալյումինոսիլիկատ է և ցեզիում։ Հանքանյութեր, որոնք պարունակում են միավորի 55-րդ տարրը. Աղտոտման դեպքում ցեզիումի տոկոսը հանքարդյունաբերությունը տնտեսապես կենսունակ է դարձնում: Շատ մետաղ և Ավոգարդիտում: Այնուամենայնիվ, այս քարն ինքնին նույնքան հազվադեպ է, որքան ցեզիումը:
Արդյունաբերողները բաց են աղտոտում քլորիդներով կամ սուլֆատներ. Ցեզիումքարից մեկուսացվում է տաքացվող աղաթթվի մեջ ընկղմելով։ Այնտեղ լցվում է նաև անտիմոնի քլորիդ։ Ձևավորվում է նստվածք:
Լվացվում է տաք ջրով։ Գործողությունների արդյունքը ցեզիումի քլորիդն է։ Սուլֆատի հետ աշխատելիս աղտոտվածությունը ընկղմվում է ծծմբաթթվի մեջ։ Ելքի մոտ ձևավորվում է ցեզիումի շիբ:
Լաբորատորիաներում 55-րդ տարրը ստանալու համար օգտագործվում են այլ մեթոդներ. Դրանք 3-ն են, բոլորն էլ աշխատատար։ Դուք կարող եք տաքացնել դիքրոմատը և ցեզիումի քրոմատը ցիրկոնիումով: Բայց սա վակուում է պահանջում: Այն անհրաժեշտ է նաև ցեզիումի ազիդի տարրալուծման համար։ Վակուումը բացառվում է միայն այն դեպքում, երբ տաքացվում են հատուկ պատրաստված կալցիումը և 55-րդ մետաղի քլորիդը:
Ցեզիումի գինը
Ռուսաստանում աղտոտվածությունը արդյունահանվում և մշակվում է Նովոսիբիրսկի հազվագյուտ մետաղների գործարանի կողմից: Արտադրանքն առաջարկում է նաև Լովոզերսկի լեռնահարստացուցիչ կոմբինատը։ Վերջինն առաջարկում է ցեզիում ամպուլներում 10 և 15 միլիգրամ:
Դրանք գալիս են 1000 հատ փաթեթներով։ Նվազագույն գինը 6000 ռուբլի է: Sevredmet-ը վաճառում է նաև ամպուլներ, բայց պատրաստ է մատակարարել ավելի փոքր ծավալներ՝ սկսած 250 գրամից։
Եթե մետաղի մաքրությունը 99,9 տոկոս է, մեկ գրամի համար, որպես կանոն, պահանջում են մոտ 15-20 ԱՄՆ դոլար։ Խոսքը պարբերական համակարգի 55-րդ տարրի կայուն 133-րդ իզոտոպի մասին է։
(Caesium; լատ. caesius - կապույտ), Cs - քիմ. Տարրերի պարբերական համակարգի I խմբի տարր; ժամը, n. 55, ժ. մ 132.9054. Արծաթագույն սպիտակ մետաղ։ Միացություններում այն ցուցադրում է +1 օքսիդացման աստիճան։Բնական ցինկը բաղկացած է կայուն 133Cs իզոտոպից։ Ստացվել է 22 ռադիոակտիվ իզոտոպ, որոնցից ամենամեծ գործնական կիրառությունն ունի 137Cs իզոտոպը՝ 27 տարի կիսաքանդման։ Ցեզիումը հայտնաբերել են (1860թ.) գերմանացի քիմիկոս Ռ.Վ.Բունսենը և գերմանացի ֆիզիկոս Հ.Ռ.Կիրխհոֆը Դյուրկհեյմի հանքային աղբյուրի ջրից ստացված ալկալիական մետաղների աղերի սպեկտրն ուսումնասիրելիս։
Ցեզիումի մետաղը առաջին անգամ ստացվել է (1882) Կ. Սեթերբերգի կողմից ցեզիումի և բարիումի ցիանիդների խառնուրդի հալվածքի էլեկտրոլիզով։ Ցեզիումը հազվագյուտ տարր է։ Նրա պարունակությունը երկրակեղևում 3,7 10-4% բնության մեջ՝ ազատ վիճակում բարձր ակտիվության պատճառով չի հանդիպում։ 78 միներալների բաղադրության մեջ հայտնաբերված Գ. դրա ամենամեծ քանակությունը պարունակվում է ցեզիումի միներալներում՝ աղտոտվածություն (մինչև 36% Cs20), ճնճղուկ և ավոգադրիտ (մինչև 7,5% Cs20): Փոքր քանակությամբ (0,004-ից մինչև 0,001% կամ ավելի քիչ) պարունակվում է շատերի մեջ: ապարներ՝ բազալտներ, գրանիտներ, դիաբազներ, սիենիտներ, նեֆելիններ, միկաներ, դաշտային սպաթներ, կրաքարեր, կավե թերթաքարեր և այլն: Ցինկի հիմնական աղբյուրներն են աղտոտվածությունը, կարնալիտը, աղի լճերի աղը, աղաջրերը և ծովային ցեխերը: C.-ի բյուրեղյա վանդակը մարմնակենտրոն խորանարդ է՝ a = 6,05 A ժամանակաշրջանով (t-ra - 175 ° C):
Ատոմային շառավիղը 2,65 Ա է, Cs +-ի իոնային շառավիղը՝ 165 Ա։ Խտությունը՝ 1,9039 (t-ra 0 °C) և 1,880 գ/սմ3 (t-ra 26,85 °C); mp 28.60°C; bp 685,85 ° С; տես. գործակիցը գծային ընդլայնում (t-r 0-26 ° C միջակայքում) 9.7-10-5 deg-1; գործակիցը ջերմային հաղորդունակություն (t-ra 28,5 ° C) 0,04 - 0,065 կալ / սմ -վրկ-deg; ջերմային հզորություն cp 7.24 (t-ra 0 ° C) և 7.69 cal / g-atom deg (t-ra 25 ° C); էլեկտրական դիմադրողականություն 18,30 (t-ra 0 ° C) և 21,25 միկրոհմ սմ (t-ra 26,85 ° C): Մետաղական ցինկի գոլորշին մագնիսական է: Ցեզիումը փափուկ ճկուն մետաղ է։ Mohs կարծրություն 0,2; HB - = 0,015; առաձգականության մոդուլ 175 կգ/մմ2; սեղմելիությունը սենյակային ջերմաստիճանում 7,0-10-5 կգ/սմ2: Ցեզիում մետաղը ունի ամենաբարձր ռեակտիվությունը ալկալային տարրերի մեջ։ Օդում այն ակնթարթորեն օքսիդանում է բոցավառմամբ՝ առաջացնելով պերօքսիդ և սուպերօքսիդ։
Ջրածնի հետ 200-350 ° C ջերմաստիճանի և 50-100 ժ ճնշմամբ: ձևավորում է CsH հիդրիդ՝ սպիտակ բյուրեղային նյութ, որը բռնկվում է խոնավ միջավայրում, քլորի և ֆտորի միջավայրում։ Թթվածնով, կախված պայմաններից, այն տալիս է. նուրբ բյուրեղային նարնջագույն - կարմիր փոշի; CsOH հիդրօքսիդը սպիտակ բյուրեղային նյութ է, որն արագորեն քայքայվում է օդում։ C.-ն ուղղակիորեն միանում է հալոգենների հետ (բոցավառմամբ)՝ Csl-ում առաջացնելով հալոգենիդներ CsF, CsCl, CsBr՝ անգույն բյուրեղներ, հեշտությամբ լուծվող ջրում և շատ ուրիշներ։ օրգանական լուծիչներ.
Ցեզիումի նիտրիդը ստացվում է հեղուկ ազոտում էլեկտրոդների միջև էլեկտրական լիցքաթափման ժամանակ՝ հիգրոսկոպիկ, անկայուն փոշու մոխրագույն-կանաչ կամ կապույտ գույնի։ Azide CsN3 - դեղին-սպիտակ բյուրեղներ: Հայտնի են ծծմբի, սելենի, թելուրի հետ C. միացություններ՝ քալկոգենիդներ։ Ծծմբի հետ ցեզիումը առաջացնում է Cs2S սուլֆիդ՝ ջրում լուծվող մուգ կարմիր բյուրեղային փոշի։ Բացի այդ, ստացվել են դի-, տրի- և պենտասուլֆիդներ։ Զ.-ն սելենով և թելուրով առաջացնում է բյուրեղային միացություններ՝ Cs2Se սելենիդի սպիտակ փոշի և օդում քայքայվող Cs2Te տելուրիդի բաց դեղին փոշի։ Սիլիցիումով այն ձևավորում է CsSi սիլիցիդ՝ դեղին բյուրեղային նյութ, որը բռնկվում է օդում; ջրի հետ շփվելիս այն բռնկվում է պայթյունից։ C. միացություններ ֆոսֆորի հայտնի են -. Անօրգանական թթվի մեջ ջրածինը ցինկով փոխարինելիս ստացվում են համապատասխան աղեր՝ սուլֆատ, նիտրատ, կարբոնատ և այլն։
Ցեզիումը նաև միջմետաղային միացություններ է առաջացնում բազմաթիվ մետաղների հետ, այդ թվում՝ ալկալային, որոնցից բիսմուտի, անտիմոնի, ոսկու և սնդիկի միացությունները ամենակարևորն են։ Անօրգանական միացությունների հետ ռեակցիաներում ցեզիումը իրեն պահում է որպես ուժեղ վերականգնող նյութ։ Այն փոխազդում է ածխածնի երկօքսիդի և ածխածնի քառաքլորիդի հետ պայթյունով։ Մետաղական ցինկը ստացվում է հիմնականում ցինկի աղերի վրա ազդելով, օրինակ։ վրա, մագնեզիումի կամ կալցիումի բարձր
t-rah վակուումում. Ցինկի ստացման համար օգտագործվում է նաև էլեկտրաքիմիական մեթոդ, ըստ Կրոմի, էլեկտրոլիզի ժամանակ, օրինակ, CsCl հեղուկ կապարի կաթոդի վրա, ստացվում է կապար-ցեզիումի համաձուլվածք, որից ցինկը հեռացվում է վակուումային թորման միջոցով։ Փոքր քանակությամբ ցինկ ստացվում է նրա քրոմատի (Cs2Cr04) ցիրկոնիումով փոշիացված 650 ° C ջերմաստիճանում վերականգնմամբ կամ վակուումում 390–395 ° C ջերմաստիճանում CsN3-ի տարրալուծմամբ։
Ցեզիումի կիրառությունները
Այն օգտագործվում է ֆոտոբջիջներում; ֆոտոմուլտիպլիկատորներում, որոնք նախատեսված են ցինտիլացիոն հաշվիչների, աստղագնացության գործիքների, սպեկտրոսկոպների, լազերային համակարգերում ճառագայթման դետեկտորների համար. գիշերային տեսողության սարքերում օգտագործվող էլեկտրոնային օպտիկական փոխարկիչներում; ներթափանցող կաթոդային ճառագայթների խողովակներ: Ցեզիումը օգտագործվում է որպես ստացող՝ վակուումային ռադիոխողովակների արտադրության մեջ օդի մնացորդային հետքերը կլանելու համար: Այն գտնում է կիրառություն փայլի արտանետման թիրատրոններում, ատոմային ստանդարտներում՝ ժամանակային ընդմիջումների առավել ճշգրիտ չափորոշիչներում: Ցեզիումի աղբյուր ունեցող ատոմային ժամացույցների սխալը 1 վայրկյան է 4000 տարում։ Ցեզիումի գոլորշին օգտագործվում է օպտիկական քվանտային գեներատորներում՝ գազային լազերներում։ Մագնիսահիդրոդինամիկական գեներատորներում իներտ գազին ցինկի հավելումները հնարավորություն են տալիս իոնացնել գազը մոտավորապես երկու անգամ ցածր ջերմաստիճանում, քան առանց այդ հավելումների: Ջերմությունը էլեկտրաէներգիայի ուղղակի փոխակերպման համար նախատեսված ջերմային փոխարկիչներում օգտագործվում է Գ. էներգիա; տիեզերանավի իոնային հրթիռային շարժիչներում: C.-ն կիրառություն է գտել էլեկտրոնիկայի նոր ճյուղում՝ միկրոալիքային պլազմային էլեկտրոնիկայում, ինչպես նաև ցեզիումի լամպերում, որոնք իրենց ինտենսիվությամբ գերազանցում են լույսի մյուս աղբյուրներին։
Տարրերի բնութագիրը
Ցեզիումի հայտնաբերումը, ինչպես ռուբիդիումինը, կապված է սպեկտրային վերլուծության հետ։ 1860 թվականին Ռ. Բունսենը սպեկտրում հայտնաբերեց երկու վառ կապույտ գիծ, որոնք այն ժամանակ հայտնի ոչ մի տարրին չէին պատկանում։ Այստեղից էլ առաջացել է «caesius» անվանումը, որը նշանակում է երկնագույն կապույտ։ Դա ալկալիական մետաղների ենթախմբի վերջին տարրն է, որը դեռևս հայտնաբերված է չափելի քանակությամբ: Ամենամեծ ատոմային շառավիղը և ամենափոքր առաջին իոնացման պոտենցիալները որոշում են այս տարրի բնույթն ու վարքը։ Ունի ընդգծված էլեկտրադրականություն և ընդգծված մետաղական հատկություններ։ Արտաքին 6s-էլեկտրոնը նվիրաբերելու ցանկությունը հանգեցնում է նրան, որ նրա բոլոր արձագանքներն ընթանում են չափազանց բուռն: Ատոմային 5-ի էներգիաների փոքր տարբերությունդ- և 6 ս -Օրբիտալները առաջացնում են ատոմների հեշտ գրգռվածություն: Ցեզիումում էլեկտրոնային արտանետումը դիտվում է անտեսանելի ինֆրակարմիր ճառագայթների (ջերմային) ազդեցության ներքո։ Ատոմային կառուցվածքի այս հատկանիշը որոշում է հոսանքի լավ էլեկտրական հաղորդունակությունը: Այս ամենը ցեզիումը դարձնում է անփոխարինելի էլեկտրոնային սարքերում: Վերջին շրջանում ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն է դարձվում ցեզիումի պլազմայի՝ որպես ապագայի վառելիքի և ջերմամիջուկային միաձուլման խնդրի լուծման հետ կապված։
Պարզ նյութի և միացությունների հատկությունները
Ցեզիումը նորմալ սենյակային պայմաններում կիսահեղուկ մետաղ է (t pl \u003d 28,5 ° С, t bp = 688°C): Նրա փայլուն մակերեսը գունատ ոսկե գույն է գցում: Ցեզիումը թեթև մետաղ է՝ քառակուսիով։ 1,9 գ/սմ³ , օրինակ, մոտավորապես նույն ատոմային զանգվածով այն կշռում է ավելի քան 6 անգամ։
Պատճառը, որ ցեզիումը շատ անգամ ավելի թեթև է, քան իր հարևանները պարբերական համակարգում, ատոմների մեծ չափերն են։ Մետաղի ատոմային և իոնային շառավիղները շատ մեծ են.Ռժամը = 2.62 Ա, Ռեւ նա \u003d 1.65 A. Ցեզիումը անսովոր քիմիական ակտիվ է: Այն այնքան ագահորեն է արձագանքում թթվածնի հետ, որ նույնիսկ խորը վակուումի պայմաններում կարողանում է մաքրել գազային խառնուրդը թթվածնի չնչին հետքերից։ Այն արձագանքում է ջրի հետ, երբ սառչում է մինչև -116 ° C: Այլ նյութերի հետ ռեակցիաների մեծ մասը տեղի է ունենում պայթյուններով. Դրան բուռն են արձագանքում նաև բարդույթները՝ ՔՈ 2 , տետրաքլորիդ, սիլիցիում (300°C-ում)։ Ջրածնի մթնոլորտում առաջանում է CsH հիդրիդ, որը բռնկվում է անբավարար չորացած օդում։ Այն տեղահանում է բոլոր անօրգանական և օրգանական թթուները՝ առաջացնելով աղեր։
Ցեզիումի ռեակցիաները ազոտի հետ ավելի հանգիստ են ընթանում հանդարտ էլեկտրական լիցքի դաշտում, իսկ ածխի հետ՝ տաքացնելիս։ Ջրածնի հետ փոխազդում է 300-350°C կամ 5-10 ճնշման տակ։⋅ 10 ⁶ Պա. Հետեւաբար, այն կարելի է ապահով կերպով պահել ջրածնով լցված տարայի մեջ։
2Сs + 2SiO 2 = Сs 2 O 4 + 2Si
2Rb + 2SiO 2 = Rb 2 O 4 + 2Si
Ցեզիումի միացություններից ամենակարեւորը հետարծաթ և անտիմոն։ Ցեզիումի բրոմիդի և յոդի բյուրեղները թափանցիկ են ինֆրակարմիր ճառագայթների նկատմամբ, հետևաբար դրանք օգտագործվում են օպտիկայի և էլեկտրատեխնիկայի մեջ։
Սուլֆատ СsSO 4 - հրակայուն և ջերմային կայուն միացություն, որը սկսում է նկատելիորեն ցնդել միայն 1400°C-ից բարձր ջերմաստիճանում: Միեւնույն ժամանակ, բոլոր ցեզիումի աղերը բարձր են:
Ցեզիումի ստացում և օգտագործում
Ցեզիումը, ինչպես և , չի կազմում անկախ միներալներ և սովորաբար ուղեկցում է I խմբի ավելի տարածված տարրերին։ Ցեզիումը բնականորեն հանդիպում է որպես Na և K հանքանյութերի խառնուրդ: Աղտոտվածությունը ցեզիումով ամենահարուստն է CsNa ⋅ nH 2 Օ. Բնության մեջ հանդիպում է շատ ցրված վիճակում՝ այլ հանքաքարերին ուղեկցող միացությունների տեսքով։ Օրինակ՝ աղտոտվածությունը պարունակում է և՛ նատրիում, և՛ ցեզիում: Դրանց ստացման համար ամենաշատ ժամանակատար գործընթացը ռուբիդիումով և ցեզիումով ֆրակցիաների հարստացումն ու տարանջատումն է կալիումից, նատրիումից և լիթիումից։ Մաքուր (Rb և Cs) ստացվում են հալոգեններից՝ 700-800°C ջերմաստիճանում մետաղական կալցիումով վերականգնմամբ։ Դրանք ստացվում են մետաղական կալցիումի հետ հալած քլորիդների փոխանակման ռեակցիայի արդյունքում.
Ցեզիումի բնութագրերը, նրա կառուցվածքային առանձնահատկությունները և այս տարրին բնորոշ հատկությունները պետք է հաշվի առնել քիմիայի ընթացքում: Ոչ միայն դպրոցականները, այլեւ քիմիական մասնագիտությունների ուսանողները պետք է իմանան այս միացության առանձնահատկությունները։ Ցեզիումի օգտագործումը ներկայումս բավականին լայն է, բայց կոնկրետ տարածքում: Սա մեծապես պայմանավորված է նրանով, որ սենյակային ջերմաստիճանում տարրը ձեռք է բերում հեղուկ վիճակ և գործնականում երբեք չի հայտնաբերվում իր մաքուր տեսքով: Ներկայումս միայն հինգ մետաղներ ունեն նմանատիպ որակներ։ Ցեզիումի հատկությունները որոշում են նրա նկատմամբ գիտնականների հետաքրքրությունը և միացության օգտագործման հնարավորությունները։
Ինչի մասին է?
Փափուկ մետաղի ցեզիումը պարբերական աղյուսակում նշվում է Cs նշաններով: Դրա սերիան 55 է: Փափուկ մետաղն ունի արծաթափայլ, ոսկեգույն երանգ: Հալման կետ - 28 աստիճան Ցելսիուս:
Ցեզիումը ալկալիական մետաղ է, որի հատկություններն ու հատկությունները նման են կալիումին, ռուբիդինին։ Ցեզիումի կառուցվածքը առաջացնում է ռեակտիվության բարձրացում։ Ջրի հետ մետաղը կարող է արձագանքել Ցելսիուսի սանդղակով 116 աստիճան զրոյից ցածր ջերմաստիճանում: Ցեզիումի քիմիական տարրը բարձր պիրոֆորիկ է։ Ստացվում է աղտոտվածությունից։ Ցեզիումի բազմաթիվ ռադիոակտիվ իզոտոպներ (ներառյալ ցեզիում 137-ը, որն ակտիվ կիրառություն է գտել) արտադրվում են միջուկային ռեակտորի աշխատանքի ընթացքում առաջացած թափոնների մշակման ժամանակ։ Ցեզիում 137-ը տրոհման ռեակցիայի արդյունք է։
Պատմական նախադրյալներ
Ցեզիումի էլեկտրոնային բանաձևի հայտնաբերման արժանիքները պատկանում են Գերմանիայից ժամանած քիմիկոսներին, իրենց բնագավառում աչքի ընկնող մտքերին՝ Կիրխհոֆ, Բունսեն: Այս իրադարձությունը տեղի է ունեցել դեռևս 1860 թ. Այդ ժամանակ նրանք սկսեցին ակտիվորեն փոխել բոցի սպեկտրոսկոպիայի նոր հորինված մեթոդը, և գերմանացի գիտնականներն իրենց փորձերի ընթացքում հայտնաբերեցին հանրությանը նախկինում անհայտ քիմիական տարր՝ ցեզիում։ Այդ պահին որպես ստացող ներկայացվեց ցեզիումը, որը ակտուալ է ֆոտոբջիջների և էլեկտրոնային լամպերի համար։
Տարրի սահմանման և մեկուսացման պատմության մեջ նկատելի փոփոխություններ են տեղի ունեցել 1967 թ. Հաշվի առնելով Էյնշտեյնի այն պնդումը, որ լույսի արագությունը կարելի է համարել մեր տիեզերքին բնորոշ չափման ամենակայուն գործոնը, որոշվեց մեկուսացնել ցեզիում 133-ը։ , դրա վրա պատրաստվում են ատոմային ժամացույցներ։
Ցեզիում իննսունականներին
Անցյալ դարի վերջին տասնամյակում էր, որ մարդկության կողմից հատկապես ակտիվորեն սկսեց օգտագործել ցեզիում քիմիական տարրը։ Պարզվել է, որ այն կիրառելի է հեղուկ հորատման աշխատանքներում: Մեզ հաջողվեց նաև գտնել քիմիական արդյունաբերության մեջ կիրառման բավականին ընդարձակ տարածք: Պարզվել է, որ ցեզիումի քլորիդը և նրա մյուս ածանցյալները կարող են օգտագործվել բարդ էլեկտրոնիկայի նախագծման մեջ։
Միևնույն ժամանակ, իննսունականներին գիտական հանրության հատուկ ուշադրությունը սևեռվեց այն ամենի վրա, ինչը կարող էր նոր բառ դառնալ ատոմային, միջուկային էներգիայի մեջ։ Այն ժամանակ էր, որ ռադիոակտիվ ցեզիումն առավել ուշադիր ուսումնասիրվեց: Պարզվել է, որ այս բաղադրիչի կես կյանքը պահանջում է մոտ երեք տասնամյակ: Ներկայումս ջրաբանության մեջ լայնորեն կիրառվում են ցեզիումի ռադիոակտիվ իզոտոպները։ Բժշկությունն ու արդյունաբերությունը չեն կարող առանց դրանց։ Առավել լայնորեն օգտագործվող ռադիոակտիվ իզոտոպը ցեզիում 137-ն է: Ցեզիումը բնութագրվում է թունավոր կարողությունների ցածր մակարդակով, մինչդեռ ռադիոակտիվ ածանցյալները բարձր կոնցենտրացիաներում կարող են վնասել բնությանը և մարդկանց:
Ֆիզիկական պարամետրեր
Ցեզիումի (ինչպես նաև ցեզիումի քլորիդի և այս մետաղի այլ ածանցյալների) առանձնահատկությունը որոշում է արտադրանքի լայն կիրառման հնարավորությունը։ Ի թիվս այլ տարրերի, դա ցեզիումն է, որն ունի ամենափոքր կարծրության ինդեքսը՝ ընդամենը 0,2 միավոր, բացի փափկությունից, մետաղին բնորոշ է ճկունությունը։ Նորմալ վիճակում ցեզիումի ճիշտ էլեկտրոնային բանաձևը թույլ է տալիս ձևավորել գունատ գույնի մի նյութ, որը կարող է գույնը փոխել դեպի մուգ գույնը թթվածնի միացությունների հետ ամենափոքր շփման դեպքում:
Մետաղի հալման կետը ընդամենը 28 աստիճան Ցելսիուս է, ինչը նշանակում է, որ միացությունն այն հինգ մետաղներից մեկն է, որոնք գտնվում են հեղուկ փուլում սենյակային ջերմաստիճանում կամ մոտակայքում: Ցեզիումի հալման նույնիսկ ավելի ցածր ջերմաստիճան է գրանցվել միայն սնդիկի համար։ Ցեզիումի եռման կետը նույնպես ցածր է՝ միայն սնդիկը ունի ավելի քիչ: Էլեկտրաքիմիական ներուժի առանձնահատկությունները կարգավորում են մետաղի այրումը. այն ստեղծում է մանուշակագույն կամ կապույտ երանգներ:
Համատեղելիություն և առանձնահատկություններ
Ցեզիումը ունի հակազդելու հատկություն։ Տարրը նաև ձևավորում է ցեզիումի օքսիդներ։ Բացի այդ, նկատվում են ռեակցիաներ սնդիկի խառնուրդների և ոսկու հետ։ Այլ միացությունների հետ փոխազդեցության առանձնահատկությունները, ինչպես նաև ջերմաստիճանի պայմանները, որոնց դեպքում հնարավոր են ռեակցիաներ, հայտարարում են հնարավոր միջմետաղական բաղադրություններ։ Մասնավորապես, ցեզիումը ֆոտոզգայուն միացությունների առաջացման սկզբնական բաղադրիչն է։ Դրա համար մետաղի ռեակցիա է իրականացվում թորիումի, անտիմոնի, գալիումի և ինդիումի մասնակցությամբ։
Բացի ցեզիումի օքսիդից, քիմիկոսներին հետաքրքրում են նաև մի շարք ալկալային տարրերի հետ փոխազդեցության արդյունքները։ Միաժամանակ պետք է հաշվի առնել, որ մետաղը չի կարող արձագանքել լիթիումի հետ։ Ցեզիումի համաձուլվածքներից յուրաքանչյուրն ունի իր երանգը։ Որոշ խառնուրդներ սև-մանուշակագույն միացություններ են, մյուսները ոսկեգույն են, իսկ մյուսները գրեթե անգույն են, բայց ընդգծված մետաղական փայլով։
Քիմիական հատկություններ
Ցեզիումի առավել ցայտուն հատկանիշը նրա պիրոֆորիկությունն է։ Բացի այդ, գիտնականների ուշադրությունը գրավում է մետաղի էլեկտրաքիմիական ներուժը։ Ցեզիումը կարող է ինքնաբուխ այրվել հենց օդում: Ջրի հետ շփվելիս պայթյուն է տեղի ունենում, նույնիսկ եթե ռեակցիայի պայմանները ենթադրում են ցածր ջերմաստիճան: Այս առումով ցեզիումը նկատելիորեն տարբերվում է Մենդելեևի քիմիական աղյուսակի առաջին խմբից։ Երբ ցեզիումը և ջուրը փոխազդում են պինդ ձևով, առաջանում է նաև ռեակցիա։
Պարզվել է, որ ցեզիումի կես կյանքը տևում է մոտ երեք տասնամյակ։ Նյութը վտանգավոր է ճանաչվել իր հատկանիշներով։ Ցեզիումի հետ աշխատելու համար անհրաժեշտ է ստեղծել իներտ գազի մթնոլորտ։ Միևնույն ժամանակ, պայթյունը ջրի հետ շփման ժամանակ հավասար քանակությամբ նատրիումի և ցեզիումի հետ երկրորդ դեպքում նկատելիորեն ավելի թույլ կլինի։ Քիմիկոսները դա բացատրում են հետևյալ հատկանիշով. երբ ցեզիումը շփվում է ջրի հետ, տեղի է ունենում ակնթարթային պայթյունավտանգ ռեակցիա, այսինքն՝ ջրածնի կուտակման համար բավականաչափ երկար ժամանակահատված չկա։ Ցեզիումի պահպանման լավագույն մեթոդը բորոսիլիկատային միացությունից պատրաստված փակ տարաներն են։
Ցեզիում` միացություններում
Միացություններում ցեզիումը հանդես է գալիս որպես կատիոն։ Կան բազմաթիվ տարբեր անիոններ, որոնց հետ հնարավոր է միացությունների առաջացման ռեակցիա: Ցեզիումի աղերի մեծ մասը անգույն է, եթե գույնը պայմանավորված չէ անիոնով: Պարզ աղերը հիգրոսկոպիկ են, թեև ավելի քիչ չափով, քան մյուս թեթև ալկալային մետաղները։ Շատերը լուծելի են ջրի մեջ:
Նրանք ունեն լուծելիության համեմատաբար ցածր աստիճան։ Այն բավականին լայն կիրառություն է գտել արդյունաբերության մեջ։ Օրինակ, ալյումին-ցեզիումի սուլֆատը ակտիվորեն օգտագործվում է հանքաքարի մաքրման կայաններում՝ ջրի ցածր լուծելիության պատճառով։
Ցեզիում. եզակի և օգտակար
Տեսողականորեն այս մետաղը նման է ոսկու, բայց մի փոքր ավելի թեթև, քան ամենահայտնի ազնիվ մետաղը։ Եթե ձեր ձեռքում վերցնեք ցեզիումի մի կտոր, այն արագ կհալվի, և ստացված նյութը շարժուն կլինի, գույնը որոշ չափով կփոխի` ավելի մոտ արծաթին: Հալած վիճակում ցեզիումը հիանալի կերպով արտացոլում է լույսի ճառագայթները։ Ալկալիական մետաղներից ցեզիումը համարվում է ամենածանրը, միևնույն ժամանակ, այն ունի ամենացածր խտությունը։
Ցեզիումի հայտնաբերման պատմությունը պարունակում է հղումներ Դուրխհայմի աղբյուրին։ Հենց այստեղից էլ ջրի նմուշ է ուղարկվել լաբորատոր հետազոտության։ Բաղադրիչ բաղադրիչների վերլուծության ընթացքում հատուկ ուշադրություն է դարձվել հարցի լուծմանը՝ ո՞ր տարրն է ապահովում հեղուկի բուժիչ հատկությունները։ Գերմանացի գիտնական Բունսենը որոշել է կիրառել սպեկտրային վերլուծության մեթոդը։ Հենց այդ ժամանակ հայտնվեցին կապույտ երանգի երկու անսպասելի գծեր, որոնք բնորոշ չէին այն ժամանակ հայտնի միացություններին։ Հենց այս ժապավենների գույնն է օգնել գիտնականներին նոր բաղադրիչի համար անուն ընտրել՝ երկնային կապույտը լատիներեն հնչում է որպես «ցեզիում»:
Որտեղ կարող եմ գտնել ձեզ:
Ինչպես պարզվել է երկարաժամկետ փորձարկումների ընթացքում, ցեզիումը հետքատարր է, որը չափազանց հազվադեպ է բնական պայմաններում: Այսպիսով, մոլորակի ընդերքում ռուբիդիումի և ցեզիումի պարունակության համեմատական վերլուծություն կատարելով՝ գիտնականները պարզեցին, որ երկրորդը հարյուրավոր անգամից քիչ է: Կոնցենտրացիայի կոպիտ գնահատականը տվել է 7 * 10 (-4)% ցուցանիշ: Ոչ մի այլ պակաս զգայուն մեթոդ, քան սպեկտրոսկոպիան, պարզապես չի բացահայտի նման հազվագյուտ միացություն: Դրանով է բացատրվում այն փաստը, որ ավելի վաղ գիտնականները նույնիսկ չէին էլ կասկածում ցեզիումի գոյության մասին։
Ներկայումս պարզվել է, որ ցեզիումը ավելի տարածված է լեռներից արդյունահանվող ապարներում։ Դրա կոնցենտրացիան այս նյութում չի գերազանցում տոկոսի հազարերորդական մասը: Կատեգորիկ փոքր քանակություններ են գրանցվել ծովերի ջրերում։ Լիթիումի, կալիումի հանքային միացություններում կոնցենտրացիայի մակարդակը հասնում է տոկոսի տասներորդականի։ Ամենից հաճախ այն կարող է հայտնաբերվել լեպիդոլիտում:
Ցեզիումի և ռուբիդիումի, ինչպես նաև չափազանց հազվադեպ հանդիպող այլ տարրերի տարբերակիչ հատկանիշները համեմատելիս հնարավոր եղավ պարզել, որ ցեզիումը բնութագրվում է եզակի միներալների ձևավորմամբ, որոնց այլ միացություններն ընդունակ չեն: Այսպես են ստացվում աղտոտվածությունը, ռոդիցիտը, ավոգադրիտը։
Ռոդիցիտը, ինչպես պարզել են գիտնականները, չափազանց հազվադեպ է: Նմանապես, ավոգադրիտը շատ դժվար է գտնել: Որոշակիորեն ավելի տարածված է աղտոտումը, որոշ դեպքերում հայտնաբերվել են փոքր հանքավայրեր: Նրանք ունեն շատ ցածր հզորություն, սակայն պարունակում են ցեզիում ընդհանուր զանգվածի 20-35 տոկոսի չափով։ Ամենակարևորը, հանրության տեսանկյունից, աղտոտող նյութեր են հայտնաբերվել ամերիկյան աղիքներում և Ռուսաստանի տարածքում։ Կան նաև շվեդական զարգացումներ, ղազախական։ Հայտնի է, որ աղտոտվածություն է հայտնաբերվել Աֆրիկյան մայրցամաքի հարավ-արևմուտքում։
Աշխատանքները շարունակվում են
Գաղտնիք չէ, որ տարր հայտնաբերելը և այն մաքուր ձևով ստանալը երկու բոլորովին տարբեր խնդիրներ են, թեև կապված: Երբ պարզ դարձավ, որ ցեզիումը շատ հազվադեպ է, գիտնականները սկսեցին լաբորատոր պայմաններում մետաղի սինթեզման մեթոդներ մշակել։ Սկզբում թվում էր, թե դա միանգամայն անհնարին խնդիր է, եթե օգտագործենք այն ժամանակ առկա միջոցներն ու տեխնոլոգիաները։ Երկար տարիներ Բունսենը չէր կարողանում մեկուսացնել մետաղական ցեզիումը իր մաքուր տեսքով: Միայն երկու տասնամյակ անց առաջադեմ քիմիկոսները վերջապես կարողացան լուծել այս խնդիրը:
Ճեղքումը տեղի ունեցավ 1882 թվականին, երբ շվեդ Սեթերբերգը խառնուրդը էլեկտրոլիզեց ցեզիումի ցիանիդի չորս մասի մեջ՝ խառնված բարիումի մի մասի հետ: Վերջին բաղադրիչն օգտագործվել է հալման կետն ավելի ցածր դարձնելու համար: Ցիանիդները, ինչպես գիտնականներն արդեն գիտեին այս պահին, շատ վտանգավոր բաղադրիչներ էին: Միաժամանակ բարիումի պատճառով առաջացել է աղտոտվածություն, որը թույլ չի տվել ստանալ ցեզիումի քիչ թե շատ բավարար քանակություն։ Պարզ էր, որ մեթոդաբանությունը զգալի բարելավումներ է պահանջում։ Այս ոլորտում լավ առաջարկ է ներկայացվել Բեկետովի գիտական հանրության քննարկմանը։ Հենց այդ ժամանակ ուշադրություն գրավեց ցեզիումի հիդրօքսիդը։ Եթե այս միացությունը նվազեցվի մետաղական մագնեզիումի օգտագործմամբ, ջերմությունը մեծացնելով և ջրածնի հոսանք օգտագործելով, ապա կարելի է մի փոքր ավելի լավ արդյունքի հասնել, քան շվեդ քիմիկոսն ապացուցել է: Այնուամենայնիվ, իրական փորձերը ցույց են տվել, որ եկամտաբերությունը տեսականորեն հաշվարկվածի կեսն է:
Ի՞նչ է հաջորդը:
Ցեզիումը շարունակեց մնալ միջազգային քիմիական գիտական հանրության ուշադրության կենտրոնում։ Մասնավորապես, ֆրանսիացի գիտնական Աքսպիլը մեծ ջանք ու ժամանակ է նվիրել նրան իր հետազոտություններում։ 1911 թվականին նա առաջարկել է մաքուր ցեզիումի արդյունահանման արմատապես նոր մոտեցում։ Անհրաժեշտ էր ռեակցիան իրականացնել վակուումում, որպես ելակետ վերցվել էր մետաղի քլորիդը, իսկ այն նվազեցնելու համար օգտագործվել է մետաղական կալցիում։
Նման ռեակցիան, ինչպես ցույց են տվել փորձերը, տեղի է ունենում գրեթե մինչև վերջ։ Բավարար ազդեցության հասնելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել հատուկ սարք։ Լաբորատորիաներում սովորաբար դիմում են հրակայուն ապակի կամ օգտագործում են քվարցային տարաներ։ Սարքը պետք է գործընթաց ունենա. Ներսում պահպանվում է մոտ 0,001 մմ Hg ճնշում։ Արվեստ. Հաջող արձագանքի համար անհրաժեշտ է ապահովել, որ տարան տաքացվի մինչև 675 աստիճան Ցելսիուս: Այս դեպքում արտազատվում է ցեզիում, որը գրեթե անմիջապես գոլորշիանում է։ Զույգերն անցնում են դրա համար նախատեսված գործընթացի մեջ։ Բայց կալիումի քլորիդը հիմնականում նստում է անմիջապես ռեակտորում։ Տվյալ պայմաններում այս աղի անկայունությունն այնքան փոքր է, որ այն կարելի է ընդհանրապես անտեսել, քանի որ այս միացության համար բնորոշ հալման կետը 773 աստիճան է (ըստ Ցելսիուսի նույն սանդղակի): Սա նշանակում է, որ նստվածքը կարող է հալվել, եթե տարան գերտաքացվի հարյուր աստիճանով, քան նախատեսված էր: Առավել արդյունավետ արդյունքի հասնելու համար անհրաժեշտ է կրկնել թորման գործընթացը։ Դա անելու համար ստեղծեք վակուում: Արդյունքը կլինի իդեալական մետաղական ցեզիում: Ներկայումս նկարագրված մեթոդը օգտագործվում է առավել լայնորեն և համարվում է օպտիմալ կապի ստացման համար:
Ակտիվություն և ռեակցիաներ
Բազմաթիվ ուսումնասիրությունների ընթացքում գիտնականները կարողացան պարզել, որ ցեզիումը զարմանալի ակտիվություն ունի, որը սովորաբար բնորոշ չէ մետաղներին: Օդի հետ շփման ժամանակ տեղի է ունենում բռնկում, ինչը հանգեցնում է սուպերօքսիդի արտազատմանը: Օքսիդ կարելի է ձեռք բերել՝ սահմանափակելով թթվածնի հասանելիությունը ռեակտիվներին: Կա ենթօքսիդների առաջացման հավանականություն։
Եթե ցեզիումը շփվում է ֆոսֆորի, ծծմբի, հալոգենի հետ, դա հրահրում է պայթյուն, որն ուղեկցվում է պայթյունով։ Նաև պայթյունն ուղեկցում է ռեակցիային ջրով։ Օգտագործելով բյուրեղացնող, բաժակ, դուք կարող եք հանդիպել այն փաստի, որ բեռնարկղը բառացիորեն կտոր-կտոր է լինում: Սառույցի հետ ռեակցիան հնարավոր է նաև, եթե ջերմաստիճանը Ցելսիուսի սանդղակով 116 աստիճանից ցածր չէ։ Այս ռեակցիայի արդյունքում առաջանում են ջրածին և հիդրօքսիդ։
Հիդրօքսիդ՝ առանձնահատկություններ
Ցեզիումի արտադրած ռեակցիայի արգասիքների ուսումնասիրության ընթացքում քիմիկոսները պարզել են, որ ստացված հիդրօքսիդը շատ ամուր հիմք է։ Դրա հետ շփվելիս պետք է հիշել, որ բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում այս միացությունը կարող է հեշտությամբ ոչնչացնել ապակին նույնիսկ առանց լրացուցիչ տաքացման: Բայց երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, հիդրօքսիդը հեշտությամբ հալեցնում է նիկելը, երկաթը, կոբալտը։ Նմանատիպ կլինի ազդեցությունը կորունդի, պլատինի վրա: Եթե ռեակցիային մասնակցում է թթվածինը, ցեզիումի հիդրօքսիդը չափազանց արագ քայքայում է արծաթն ու ոսկին։ Եթե սահմանափակեք թթվածնի մատակարարումը, գործընթացը համեմատաբար դանդաղ է ընթանում, բայց դեռ չի դադարում։ Ռոդիումը և այս միացության մի քանի համաձուլվածքներ դիմացկուն են ցեզիումի հիդրօքսիդի նկատմամբ։
Դիմել խելամտորեն
Ներկայումս շատ լայնորեն օգտագործվում են ոչ միայն ցեզիումը, այլ նաև այս մետաղի հիման վրա հայտնի միացությունները։ Առանց դրանց անհնար է պատկերացնել ռադիոտեխնիկայի դիզայնը, դրանք անփոխարինելի են նաև էլեկտրոնիկայի մեջ։ Ցեզիումի միացությունն ու տատանումները ակտիվորեն օգտագործվում են քիմիայի, արդյունաբերության, ակնաբուժության և բժշկության մեջ։ Ցեզիումը չի անտեսվել տիեզերքում կիրառելի տեխնոլոգիաների, ինչպես նաև միջուկային էներգիայի զարգացման շրջանակներում։
Այժմ սովորական է ցեզիումի օգտագործումը արևային մարտկոցների կառուցման մեջ: Այս մետաղի բրոմիդը, յոդիդը անհրաժեշտ են ինֆրակարմիր տեսողության համակարգերի ստեղծման համար։ Արդյունաբերական ճանապարհով ստացված միաբյուրեղները կարող են օգտագործվել որպես դետեկտորների տարրեր, որոնք թույլ են տալիս հայտնաբերել իոնացնող ճառագայթումը: Ցեզիումի վրա հիմնված որոշ միացություններ ակտիվորեն օգտագործվում են որպես կատալիզատորներ արդյունաբերական գործընթացներում։ Սա անհրաժեշտ է ամոնիակի ստեղծման, բութադիենի առաջացման և արտադրության համար։
Ճառագայթում և ցեզիում
Գիտնականների ամենամեծ ուշադրությունը գրավում է ցեզիում 137 իզոտոպը, որը պատկանում է բետա արտանետողների կատեգորիային։ Ներկայումս այս տարրը անփոխարինելի է սննդամթերքի, բուժիչ միացությունների ստերիլիզացման գործընթացում։ Ընդունված է դրան դիմել չարորակ նորագոյացությունների բուժման ժամանակ։ Ժամանակակից մոտեցումները հնարավորություն են տվել օգտագործել տարրը գամմա թերությունների հայտնաբերման մեջ։ Դրա հիման վրա նախագծված են մակարդակի սենսորներ, ինչպես նաև ընթացիկ աղբյուրներ: 137-րդ իզոտոպը շատ մեծ քանակությամբ շրջակա միջավայր է մտել Չեռնոբիլի ատոմակայանում տեղի ունեցած վթարից հետո։ Հենց նա է այս աղետից հետո աղտոտման ամենակարեւոր գործոններից մեկը։
Այնուամենայնիվ, 137-րդը ցեզիումի միակ ռադիոակտիվ իզոտոպը չէ, որը կիրառություն է գտել ժամանակակից արդյունաբերության մեջ։ Այսպիսով, ատոմային ժամացույցները ստեղծվում են ցեզիում 133 իզոտոպի վրա: Ներկայումս սա ամենաճշգրիտ սարքն է, որը թույլ է տալիս կառավարել ժամանակի ընթացքը: Մեկ վայրկյանը, ինչպես պարզել են ժամանակակից գիտնականները բարձր ճշգրտության հետազոտությունների ընթացքում, կազմում է 9192631770 ճառագայթման ժամանակաշրջան: Սա հնարավորություն է տալիս օգտագործել ցեզիումի 133 իզոտոպի ատոմը որպես հաճախականության և ժամանակի որոշման ստանդարտ։
ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ
Ցեզիումգտնվում է Պարբերական աղյուսակի հիմնական (A) ենթախմբի I խմբի վեցերորդ շրջանում։
պատկանում է ընտանիքին ս- տարրեր. Մետաղ. Նշանակում - Cs. Հերթական համարը՝ 55. Ատոմային հարաբերական զանգվածը՝ 132,95 ա.մ.
Ցեզիումի ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը
Ցեզիումի ատոմը բաղկացած է դրական լիցքավորված միջուկից (+55), որի ներսում կա 55 պրոտոն և 78 նեյտրոն, իսկ 55 էլեկտրոն շրջում է վեց ուղեծրով։
Նկ.1. Ցեզիումի ատոմի սխեմատիկ կառուցվածքը.
Էլեկտրոնների բաշխումը ուղեծրերում հետևյալն է.
55Cs) 2) 8) 18) 18) 8) 1;
1ս 2 2ս 2 2էջ 6 3ս 2 3էջ 6 3դ 10 4ս 2 4էջ 6 4դ 10 5ս 2 5էջ 6 6ս 1 .
Ցեզիումի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակը պարունակում է 1 էլեկտրոն, որը վալենտ է։ Հուզված վիճակ չկա։ Հիմնական վիճակի էներգետիկ դիագրամն ունի հետևյալ ձևը.
Ցեզիումի ատոմի վալենտային էլեկտրոնը կարող է բնութագրվել չորս քվանտային թվերի բազմությամբ. n(գլխավոր քվանտ), լ(ուղեծրային), մ լ(մագնիսական) և ս(պտտվել):
|
ենթամակարդակ |
||||
Խնդիրների լուծման օրինակներ
ՕՐԻՆԱԿ 1
| Զորավարժություններ | Մանգան տարրի ատոմը համապատասխանում է կրճատ էլեկտրոնային բանաձևին.
|
| Լուծում | Մենք հերթով կվերծանենք կրճատ էլեկտրոնային բանաձևերը, որպեսզի գտնենք հիմնական վիճակում մանգանի ատոմին համապատասխանող բանաձևը։ Այս տարրի հերթական համարը 25 է։ Եկեք գրենք արգոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան. 18 Ար1 ս 2 2ս 2 2էջ 6 3ս 2 3էջ 6 . Այնուհետև ամբողջական իոնային բանաձևը նման կլինի. 1ս 2 2ս 2 2էջ 6 3ս 2 3էջ 6 3դ 5 4ս 2 . Էլեկտրոնների թաղանթում էլեկտրոնների ընդհանուր թիվը համապատասխանում է Պարբերական աղյուսակում նշված տարրի սերիական համարին: Այն հավասար է 25. Մանգանն ունի այսպիսի սերիական համար։ |
| Պատասխանել | Տարբերակ 1 |
