ის თქვენს ხელში დნება, მაგრამ არა თოვლი - გამოცანა "ქიმიის" განყოფილებიდან. გამოიცანით - ცეზიუმი. ამ ლითონის დნობის წერტილი არის 24,5 გრადუსი ცელსიუსი. ნივთიერება, რომელიც სიტყვასიტყვით მიედინება თქვენს თითებში, აღმოაჩინეს 1860 წელს. ცეზიუმი იყო პირველი ელემენტი, რომელიც აღმოაჩინეს სპექტრული ანალიზით.
მას დირიჟორობდნენ რობერტ ბუნსენი და გუსტავ კირგოფი. ქიმიკოსებმა შეისწავლეს დიურკემის მინერალური წყაროების წყლები. ნაპოვნია მაგნიუმი, ლითიუმი, კალციუმი,... და ბოლოს, ჩვენ დავდეთ წყლის წვეთი სპექტროსკოპში და დავინახეთ ორი ლურჯი ხაზი - უცნობი ნივთიერების არსებობის მტკიცებულება.
პირველ რიგში, მისი ქლოროპლატინატი იზოლირებული იყო. 50 გრამისთვის 300 ტონა მინერალური წყალი გადამუშავდა. ახალი მეტალის სახელთან დაკავშირებით არანაირი ხრიკი არ ყოფილა. ლათინურიდან "ცეზიუმი" ითარგმნება როგორც "ლურჯი".
ცეზიუმის ქიმიური და ფიზიკური თვისებები
სპექტროსკოპში ლითონი კაშკაშა ლურჯი ანათებს. სინამდვილეში, ელემენტი მსგავსია, მაგრამ ოდნავ მსუბუქია. თხევად მდგომარეობაში ცეზიუმის სიყვითლე ქრება და დნობა ვერცხლისფერი ხდება. ექსპერიმენტებისთვის ნედლეულის მოპოვება ადვილი არ არის.
ლითონებიდან ელემენტი ყველაზე იშვიათი და ყველაზე გავრცელებულია დედამიწის ქერქში. ბუნებაში მხოლოდ ერთი იზოტოპი გვხვდება - ცეზიუმი 133. ის სრულიად სტაბილურია, ანუ არ ექვემდებარება რადიოაქტიურ დაშლას.
ლითონის რადიოაქტიური იზოტოპები მიიღება ხელოვნურად. ცეზიუმი 135 დიდხანს ცოცხლობს. მისი ნახევარგამოყოფის პერიოდი უახლოვდება 3 000 000 წელს. ცეზიუმი 137ნახევარი იშლება 33,5 წელიწადში. იზოტოპი აღიარებულია ბიოსფეროს დაბინძურების ერთ-ერთ მთავარ წყაროდ.
ნუკლიდი მასში შედის ქარხნებიდან და ატომური ელექტროსადგურებიდან გამონადენიდან. ცეზიუმის ნახევარგამოყოფის პერიოდისაშუალებას აძლევს მას შეაღწიოს წყალში, ნიადაგში, მცენარეებში და დაგროვდეს მათში. 137-ე იზოტოპი განსაკუთრებით უხვადაა მტკნარი წყლის წყალმცენარეებსა და ლიქენებში.
როგორც უიშვიათესი ლითონები, ცეზიუმი ასევე ყველაზე რეაქტიულია. ტუტე ელემენტი განლაგებულია პერიოდული ცხრილის 1-ლი ჯგუფის მთავარ ქვეჯგუფში, რომელიც უკვე ავალდებულებს ნივთიერებას ადვილად შევიდეს ქიმიურ რეაქციებში. მათი დინება ძლიერდება წყლის არსებობით. დიახ, ჰაერში ცეზიუმის ატომიფეთქდება ატმოსფეროში მისი ორთქლის არსებობის გამო.
წყალთან ურთიერთქმედებას თან ახლავს აფეთქება, თუნდაც ის გაყინული იყოს. ყინულთან რეაქცია შესაძლებელია -120 გრადუს ცელსიუსზე. გამონაკლისი არ არის მშრალი ყინული. აფეთქება ასევე გარდაუვალია, როდესაც ცეზიუმი შედის კონტაქტში მჟავებთან, მარტივ ალკოჰოლებთან, მძიმე მეტალების ჰალოგენებთან და ორგანულ ჰალოგენებთან.
ურთიერთქმედების დაწყება მარტივია 2 მიზეზის გამო. პირველი არის ძლიერი უარყოფითი ელექტროქიმიური პოტენციალი. ანუ, ატომი უარყოფითად არის დამუხტული და მიდრეკილია მიიზიდოს სხვა ნაწილაკები თავისკენ.
მეორე მიზეზი არის ცეზიუმის ზედაპირის ფართობი სხვა ნივთიერებებთან რეაქციების დროს. ოთახის პირობებში დნება, ელემენტი ვრცელდება. გამოდის, რომ ატომების უფრო დიდი რაოდენობა ღიაა ურთიერთქმედებისთვის.
ელემენტის აქტივობამ გამოიწვია მისი სუფთა ფორმის არარსებობა ბუნებაში. არსებობს მხოლოდ კავშირები, მაგალითად, . Მათ შორის: ცეზიუმის ქლორიდი, ფტორი, იოდიტი, აზიტი, ციანიტი, ბრომიდი და ცეზიუმის კარბონატი. 55-ე ელემენტის ყველა მარილი ადვილად იხსნება წყალში.
თუ მუშაობა მიმდინარეობს ცეზიუმის ჰიდროქსიდი, თქვენ უნდა გეშინოდეთ არა მისი დაშლის, არამედ იმისა, რომ მას შეუძლია გაანადგუროს, მაგალითად, მინა. მის სტრუქტურას არღვევს რეაგენტი უკვე ოთახის ტემპერატურაზე. როგორც კი ხარისხს გაზრდით, ჰიდროქსიდი არ დაზოგავს კობალტს, კორუნდს და რკინას.
რეაქციები განსაკუთრებით სწრაფად ხდება ჟანგბადის გარემოში. მხოლოდ ცეზიუმის ჰიდროქსიდს შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს. აზოტი არ ურთიერთქმედებს 55 ელემენტთან. ცეზიუმის აზიტი მიიღება მხოლოდ ირიბად.
ცეზიუმის გამოყენება
ცეზიუმი, ფორმულარომელიც უზრუნველყოფს დაბალი ელექტრონის მუშაობის ფუნქციას, სასარგებლოა მზის უჯრედების წარმოებაში. 55-ე ნივთიერებაზე დაფუძნებულ მოწყობილობებში, დენის წარმოქმნის ღირებულება მინიმალურია. მგრძნობელობა რადიაციის მიმართ, პირიქით, მაქსიმალურია.
იმისათვის, რომ ფოტოელექტრული აღჭურვილობა არ იყოს აკრძალული ძვირი ცეზიუმის იშვიათობის გამო, მას შენადნობენ , , , . ცეზიუმი გამოიყენება როგორც საწვავის უჯრედებში მიმდინარე წყარო. მყარი ელექტროლიტი, რომელიც დაფუძნებულია 55 მეტალზე - მანქანების ნაწილი და მაღალი ენერგიის ბატარეები.
55-ე მეტალი ასევე გამოიყენება დამუხტული ნაწილაკების მრიცხველებში. მათთვის შეძენილია ცეზიუმის იოდიდი. ტალიუმით გააქტიურებული, ის აღმოაჩენს თითქმის ნებისმიერ გამოსხივებას. ცეზიუმის დეტექტორები შეძენილია ბირთვული საწარმოებისთვის, გეოლოგიური საძიებო და სამედიცინო კლინიკებისთვის.
ისინი ასევე იყენებენ მოწყობილობებს კოსმოსური ინდუსტრიიდან. კერძოდ, Mars-5-მა შეისწავლა წითელი პლანეტის ზედაპირის ელემენტარული შემადგენლობა ცეზიუმზე დაფუძნებული გამა-სპექტრომეტრის წყალობით.
ინფრაწითელი სხივების დაჭერის უნარი არის მისი გამოყენების მიზეზი ოპტიკაში. ამას უმატებენ ცეზიუმის ბრომიდიდა ცეზიუმის ოქსიდი. ის გვხვდება ბინოკლებში, ღამის ხედვის სათვალეებში და იარაღის სამიზნეებში. ეს უკანასკნელები კოსმოსიდანაც კი იწვევენ.
ღირსეული გამოყენება ჰპოვა ელემენტის 137-ე იზოტოპმაც. რადიოაქტიური ნუკლიდი არა მხოლოდ აბინძურებს ატმოსფეროს, არამედ ასუფთავებს პროდუქტებს, უფრო სწორად, კონტეინერებს. ცეზიუმის ნახევარგამოყოფის პერიოდიგრძელი მილიონობით დაკონსერვებული საკვების გადამუშავება შესაძლებელია. ხანდახან ხორცსაც სტერილიზებენ - ფრინველის გვამს და...
სამედიცინო ინსტრუმენტები და მედიკამენტები ასევე შეიძლება დამუშავდეს 137-ე იზოტოპით. ნუკლიდი ასევე საჭიროა თავად მკურნალობაში, როდესაც საქმე სიმსივნეებს ეხება. მეთოდს რადიოთერაპია ეწოდება. ცეზიუმთან ერთად პრეპარატები ასევე ინიშნება შიზოფრენიის, დიფტერიის, პეპტიური წყლულისა და ზოგიერთი სახის შოკის დროს.
მეტალურგებს სჭირდებათ სუფთა ელემენტი. იგი შერეულია შენადნობებით და. დანამატი ზრდის მათ სითბოს წინააღმდეგობას. მაგალითად, ის სამჯერ იზრდება ცეზიუმთან მხოლოდ 0,3%-ით.
ასევე იზრდება დაჭიმვის სიმტკიცე და კოროზიის წინააღმდეგობა. მართალია, მრეწველები ეძებენ 55-ე ელემენტის ალტერნატივას. ის ძალიან მწირია და არ არის კონკურენტუნარიანი ფასში.
ცეზიუმის მოპოვება
ლითონი იზოლირებულია დაბინძურებისგან. ეს არის წყლიანი ალუმოსილიკატი და ცეზიუმი. მინერალები, რომლებიც შეიცავს ერთეულის 55-ე ელემენტს. დაბინძურებისას, ცეზიუმის პროცენტული მაჩვენებელი ეკონომიკურად შესაძლებელს ხდის მოპოვებას. ავოგარდიტში ასევე ბევრია ლითონი. თუმცა, ეს ქვა თავისთავად ისეთივე იშვიათია, როგორც ცეზიუმი.
მრეწველები ხსნიან დაბინძურებას ქლორიდებით ან სულფატები. ცეზიუმიამოღებულია ქვისგან გაცხელებულ მარილმჟავაში ჩაძირვით. იქვე ასხამენ ანტიმონის ქლორიდსაც. წარმოიქმნება ნალექი.
ირეცხება ცხელი წყლით. ოპერაციების შედეგია ცეზიუმის ქლორიდი. სულფატთან მუშაობისას დაბინძურება ჩაეფლო გოგირდმჟავაში. გამომავალი არის ცეზიუმის ალუმი.
55-ე ელემენტის მისაღებად ლაბორატორიები სხვა მეთოდებს იყენებენ. არის 3 მათგანი, ყველა შრომატევადი. შეგიძლიათ გაათბოთ ცეზიუმის დიქრომატი და ცირკონიუმის ქრომატი. მაგრამ ეს მოითხოვს ვაკუუმს. ის ასევე საჭიროა ცეზიუმის აზიდის დაშლისათვის. ვაკუუმის თავიდან აცილება ხდება მხოლოდ სპეციალურად მომზადებული კალციუმის და 55-ე ლითონის ქლორიდის გაცხელებით.
ცეზიუმის ფასი
რუსეთში იშვიათი ლითონების ქარხანა ნოვოსიბირსკში ეწევა დაბინძურების მოპოვებასა და დამუშავებას. ლოვოზერსკის სამთო და გადამამუშავებელი ქარხანა ასევე გთავაზობთ პროდუქტებს. ეს უკანასკნელი გვთავაზობს ცეზიუმი ამპულაში 10 და 15 მილიგრამი.
გამოდის 1000 ცალი შეფუთვით. მინიმალური ფასი - 6000 რუბლი. Sevredmet ასევე ყიდის ამპულებს, მაგრამ მზად არის მიაწოდოს უფრო მცირე მოცულობები - 250 გრამიდან.
თუ ლითონის სისუფთავე არის 99,9%, ერთ გრამზე, როგორც წესი, ითხოვენ დაახლოებით 15-20 აშშ დოლარს. საუბარია პერიოდული ცხრილის 55-ე ელემენტის სტაბილურ 133-ე იზოტოპზე.
(Caesium; ლათინურიდან caesius - ლურჯი), Cs - ქიმიური. ელემენტთა პერიოდული სისტემის I ჯგუფის ელემენტი; ზე, ნ. 55, ზე. მ 132.9054. ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი. ნაერთებში ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +1.ბუნებრივი ნახშირბადი შედგება სტაბილური იზოტოპისგან 133Cs. მიღებულია 22 რადიოაქტიური იზოტოპი, რომელთაგან ყველაზე პრაქტიკული გამოყენებაა 137Cs იზოტოპი, რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 27 წელია. ცეზიუმი აღმოაჩინეს (1860) გერმანელმა ქიმიკოსმა R. W. Bunsen-მა და გერმანელმა ფიზიკოსმა G. P. Kirchhoff-მა დიურკემის მინერალური წყაროს წყლისგან მიღებული ტუტე ლითონის მარილების სპექტრის შესწავლისას.
ცეზიუმის ლითონი პირველად (1882) მიიღო კ.სეტერბერგმა ცეზიუმის და ბარიუმის ციანიდების მდნარი ნარევის ელექტროლიზით. ცეზიუმი იშვიათი ელემენტია. მისი შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 3,7 10-4% და მაღალი აქტივობის გამო ბუნებაში თავისუფალ მდგომარეობაში არ გვხვდება. 78 მინერალში აღმოჩნდა C.; მის ყველაზე დიდ რაოდენობას შეიცავს ცეზიუმის მინერალები: პოლიციტი (36% Cs20-მდე), ბეღურა და ავოგადრიტი (7,5% Cs20-მდე). შეიცავს მცირე რაოდენობით (0,004-დან 0,001%-მდე ან ნაკლები). ქანები: ბაზალტები, გრანიტები, დიაბაზები, სიენიტები, ნეფელინები, მიკები, ფელდსპარები, კირქვები, ფიქლები და სხვ. C.-ს ძირითადი წყაროა დაბინძურება, კარნალიტი, მარილის ტბების მარილწყალი, მარილწყალი და ზღვის ტალახი. კრისტალური ბადე C. სხეულზე ორიენტირებული კუბური პერიოდით a = 6,05 A (ტემპერატურა - 175 ° C).
ატომის რადიუსი 2,65 A, Cs+-ის იონური რადიუსი არის 165 A. სიმკვრივე 1,9039 (ტემპერატურა 0°C) და 1,880 გ/სმ3 (ტემპერატურა 26,85°C); დნობის წერტილი 28,60°C; დუღილის წერტილი 685,85°C; ოთხ კოეფიციენტი ხაზოვანი გაფართოება (ტემპერატურულ დიაპაზონში 0-26°C) 9,7-10-5 გ-1; კოეფიციენტი თბოგამტარობა (ტემპერატურა 28,5°C) 0,04 - 0,065 კალ/სმ -წმ-გრადუმი; სითბოს სიმძლავრე საშუალოდ 7,24 (ტემპერატურა 0°C) და 7,69 კალ/გ-ატომის გრადუსი (ტემპერატურა 25°C); სპეციფიკური ელექტრული წინაღობაა 18,30 (ტემპერატურა 0°C) და 21,25 μΩ სმ (ტემპერატურა 26,85°C). ლითონის ორთქლი არის მაგნიტური. ცეზიუმი არის რბილი, დრეკადი ლითონი. სიხისტე მოჰსის მასშტაბით 0,2; HB - = 0,015; ნორმალური ელასტიურობის მოდული 175 კგფ/მმ2; შეკუმშვა ოთახის ტემპერატურაზე 7.0-10-5 კგფ/სმ2. ცეზიუმ ლითონს აქვს ყველაზე მაღალი რეაქტიულობა ტუტე ელემენტებს შორის. ჰაერში ის მყისიერად იჟანგება ანთებით, წარმოქმნის პეროქსიდს და სუპეროქსიდს.
წყალბადით 200-350 ° C ტემპერატურაზე და 50-100 ზე წნევით. წარმოქმნის CsH ჰიდრიდს - თეთრ კრისტალურ ნივთიერებას, რომელიც ანთებს ნოტიო გარემოში, ქლორისა და ფტორის გარემოში. ჟანგბადით, პირობებიდან გამომდინარე, იძლევა: Cs2O ოქსიდი - წითელ-ყავისფერ კრისტალებს, რომლებიც ვრცელდება ჰაერში; Cs2O2 პეროქსიდი - ჰიგიროსკოპიული ყვითელი კრისტალები; CsO2 სუპეროქსიდი - ყვითელი კრისტალები, 180 ° C-ზე ზევით ტემპერატურაზე იცვლის ფერს ნარინჯისფერზე; CsO3 უნცია. წვრილი კრისტალური ფორთოხალი - წითელი ფხვნილი; CsOH ჰიდროქსიდი არის თეთრი კრისტალური ნივთიერება, რომელიც სწრაფად იშლება ჰაერში. C. პირდაპირ ერწყმის ჰალოგენებს (ანთებით), წარმოქმნის ჰალოგენებს CsF, CsCl, CsBr Csl-ში - უფერო კრისტალები, წყალში ადვილად ხსნადი და მრავალი სხვა. ორგანული გამხსნელები.
ცეზიუმის ნიტრიდი მიიღება თხევად აზოტში ელექტროდებს შორის ელექტრული გამონადენის დროს, ჰიგიროსკოპიული, არასტაბილური ფხვნილი მონაცრისფრო-მწვანე ან ლურჯი ფერის. Azide CsN3 - ყვითელი თეთრი კრისტალები. ცნობილია კალციუმის ნაერთები გოგირდთან, სელენთან და თელურიუმთან - ქალკოგენიდებთან. გოგირდთან ერთად ცეზიუმი აყალიბებს სულფიდს Cs2S, წყალში ხსნად მუქ წითელ კრისტალურ ფხვნილს. გარდა ამისა, მიღებულია დი-, ტრი- და პენტასულფიდები. Z. სელენითა და თელურიუმით წარმოქმნის კრისტალურ ნაერთებს: Cs2Se სელენიდის თეთრი ფხვნილი და Cs2Te ტელურიდის ღია ყვითელი ფხვნილი, იხრწნება ჰაერში. სილიციუმთან ერთად ის აყალიბებს CsSi სილიციდს, ყვითელ კრისტალურ ნივთიერებას, რომელიც ანთებს ჰაერში; წყალთან ურთიერთობისას ის ფეთქებად ანთებს. ცნობილია C.-ის ნაერთები ფოსფორით - . არაორგანულ ნივთიერებაში წყალბადის ნახშირბადით ჩანაცვლებისას მიიღება შესაბამისი მარილები: სულფატი, ნიტრატი, კარბონატი და სხვ.
ბევრ ლითონთან, მათ შორის ტუტე ლითონებთან ერთად, ცეზიუმი ასევე აყალიბებს მეტალთაშორის ნაერთებს, რომელთაგან ყველაზე მნიშვნელოვანია ნაერთები ბისმუთთან, ანტიმონთან, ოქროსთან და ვერცხლისწყალთან. არაორგანულ ნაერთებთან რეაქციებში ცეზიუმი იქცევა როგორც ძლიერი შემცირების აგენტი. ფეთქებად რეაგირებს ნახშირორჟანგთან და ნახშირბადის ტეტრაქლორიდთან. მეტალის თუთია მიიღება ძირითადად თუთიის მარილებთან ურთიერთქმედებით, მაგალითად. ზე, მაგნიუმის ან კალციუმის მაღალი
t-rah ვაკუუმში. ნახშირბადის მისაღებად ასევე გამოიყენება ელექტროქიმიური მეთოდი, რომლის დროსაც ელექტროლიზის დროს, მაგალითად, CsCl თხევად ტყვიის კათოდზე, მიიღება ტყვია-ცეზიუმის შენადნობი, საიდანაც ფერს აცლიან ვაკუუმური დისტილაციით. ცირკონიუმის მცირე რაოდენობა მიიღება მისი ქრომატის (Cs2Cr04) შემცირებით დაფხვნილი ცირკონიუმით 650°C ტემპერატურაზე ან CsN3-ის დაშლით ვაკუუმში 390-395°C ტემპერატურაზე.
ცეზიუმის გამოყენება
იგი გამოიყენება ფოტოცელებში; ფოტომულტიპლიკატორებში, რომლებიც განკუთვნილია სცინტილაციის მრიცხველებისთვის, ციური სანავიგაციო ინსტრუმენტებისთვის, სპექტროსკოპებისთვის, ლაზერული სისტემების რადიაციის დეტექტორებისთვის; ღამის ხედვის მოწყობილობებში გამოყენებულ ელექტროოპტიკურ გადამყვანებში; კათოდური სხივების მილების გადაცემაში. ცეზიუმი გამოიყენება როგორც გამტარი ჰაერის ნარჩენი კვალის შთანთქმისთვის ვაკუუმური რადიო მილების წარმოებაში. ის პოულობს გამოყენებას მბზინავი გამონადენის თირატრონებისა და ატომურ სტანდარტებში - დროის ინტერვალების ყველაზე ზუსტი სტანდარტები. ატომური საათის შეცდომა ცეზიუმის წყაროსთან არის 1 წამი 4000 წელიწადში. ცეზიუმის ორთქლი გამოიყენება ოპტიკურ კვანტურ გენერატორებში - გაზის ლაზერებში. მაგნიტოჰიდროდინამიკურ გენერატორებში ნახშირბადის დამატებები ინერტულ გაზზე შესაძლებელს ხდის აირის იონიზაციას დაახლოებით ორჯერ დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ამ დანამატების გარეშე. C. გამოიყენება თერმიონურ გადამყვანებში, რომლებიც შექმნილია სითბოს ელექტროენერგიად გადაქცევისთვის. ენერგია; იონური რაკეტების ძრავებში კოსმოსური ხომალდებისთვის. ცეზიუმმა იპოვა გამოყენება ელექტრონიკის ახალ ფილიალში - მიკროტალღური პლაზმური ელექტრონიკა, ასევე ცეზიუმის ნათურებში, რომლებიც ინტენსივობით აღემატება სინათლის სხვა წყაროებს.
ელემენტის მახასიათებლები
ცეზიუმის აღმოჩენა, ისევე როგორც რუბიდიუმი, ასოცირდება სპექტრალურ ანალიზთან. 1860 წელს რ. ბუნსენმა აღმოაჩინა ორი კაშკაშა ლურჯი ხაზი სპექტრში, რომლებიც არ ეკუთვნოდა იმ დროისთვის ცნობილ არცერთ ელემენტს. აქედან მომდინარეობს სახელწოდება "კეისიუსი", რაც ცის ლურჯს ნიშნავს. ეს არის ტუტე ლითონის ქვეჯგუფის ბოლო ელემენტი, რომელიც ჯერ კიდევ გვხვდება გაზომვადი რაოდენობით. ყველაზე დიდი ატომური რადიუსი და პირველი იონიზაციის ყველაზე მცირე პოტენციალი განსაზღვრავს ამ ელემენტის ხასიათს და ქცევას. მას აქვს გამოხატული ელექტროპოზიტიურობა და გამოხატული მეტალის თვისებები. გარე 6s ელექტრონის შეწირვის სურვილი იწვევს იმ ფაქტს, რომ მისი ყველა რეაქცია მიმდინარეობს უკიდურესად ძალადობრივად. მცირე განსხვავება ატომურ 5 ენერგიაშიდ- და 6 ს -ორბიტალები იწვევს ატომების მარტივ აგზნებადობას. ცეზიუმიდან ელექტრონის ემისია შეინიშნება უხილავი ინფრაწითელი სხივების (სითბოს) გავლენით. ატომური სტრუქტურის ეს თვისება განსაზღვრავს დენის კარგ ელექტროგამტარობას. ეს ყველაფერი ცეზიუმს შეუცვლელს ხდის ელექტრონულ მოწყობილობებში. ბოლო დროს სულ უფრო მეტი ყურადღება ექცევა ცეზიუმის პლაზმას, როგორც მომავლის საწვავს და თერმობირთვული შერწყმის პრობლემის გადაჭრასთან დაკავშირებით.
მარტივი ნივთიერებისა და ნაერთების თვისებები
ცეზიუმი ოთახის ნორმალურ პირობებში არის ნახევრად თხევადი ლითონი (ტ pl = 28,5°C, t boil = 688°C). მის მბზინავ ზედაპირს აქვს ღია ოქროსფერი ფერი. ცეზიუმი არის მსუბუქი ლითონი კვ. 1.9 გ/სმ³ მაგალითად, დაახლოებით იგივე ატომური მასა იწონის 6-ჯერ მეტს.
მიზეზი იმისა, რომ ცეზიუმი მრავალჯერ მსუბუქია, ვიდრე მისი მეზობლები პერიოდულ ცხრილში, არის მისი ატომების დიდი ზომა. ლითონის ატომური და იონური რადიუსი ძალიან დიდია:რ= 2.62 A-ზე, რდა ის =1.6 ა. ცეზიუმი უჩვეულოდ ქიმიურად აქტიურია. ის იმდენად ხარბად რეაგირებს ჟანგბადთან, რომ ღრმა ვაკუუმის პირობებშიც კი შეუძლია აირის ნარევის გაწმენდა ჟანგბადის ოდნავი კვალისგანაც კი. იგი რეაგირებს წყალთან, როდესაც გაყინულია -116°C-მდე. სხვა ნივთიერებებთან რეაქციების უმეტესობა ხდება აფეთქებებით: ჰალოგენებით, გოგირდით, ფოსფორით, გრაფიტით, სილიციუმით (ბოლო სამ შემთხვევაში საჭიროა მცირე გათბობა). მასზე ძალადობრივად რეაგირებენ რთული ადამიანებიც: CO 2 ტეტრაქლორიდი, სილიციუმი (300°C-ზე). წყალბადის ატმოსფეროში წარმოიქმნება CsH ჰიდრიდი, რომელიც ანთებს არასაკმარისად მშრალ ჰაერში. ის ანაცვლებს ყველა არაორგანულ და ორგანულ მჟავას, წარმოქმნის მარილებს.
ცეზიუმის რეაქცია აზოტთან უფრო მშვიდად მიმდინარეობს წყნარი ელექტრული მუხტის ველში და ნახშირთან გაცხელებისას. რეაგირებს წყალბადთან 300-350°C ან 5-10 წნევის ქვეშ⋅ 10⁶ პა. ამიტომ, მისი უსაფრთხოდ შენახვა შესაძლებელია წყალბადით სავსე ჭურჭელში.
2Сs + 2SiO 2 = Сs 2 O 4 + 2Si
2Rb + 2SiO 2 = Rb 2 O 4 + 2Si
ცეზიუმის ნაერთებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია გვერცხლი და ანტიმონი. ცეზიუმის ბრომიდის და იოდიდის კრისტალები გამჭვირვალეა ინფრაწითელი სხივებისთვის, ამიტომ ისინი გამოიყენება ოპტიკასა და ელექტრო ინჟინერიაში.
სულფატი СsSO 4 - ცეცხლგამძლე და თერმულად მდგრადი ნაერთი, რომელიც შესამჩნევად აორთქლებას იწყებს მხოლოდ 1400°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე. ამავდროულად, ყველა ცეზიუმის მარილი მაღალია.
ცეზიუმის წარმოება და გამოყენება
ცეზიუმი, ისევე როგორც , არ ქმნის დამოუკიდებელ მინერალებს და ჩვეულებრივ თან ახლავს I ჯგუფის უფრო გავრცელებულ ელემენტებს. ცეზიუმი ბუნებაში გვხვდება, როგორც მინარევები მინერალებში Na და K. დამბინძურებელი CsNa ⋅ nH 2 ყველაზე მდიდარია ცეზიუმით ო. იგი ბუნებაში გვხვდება ძალიან გაფანტულ მდგომარეობაში სხვა მადნების თანმხლები ნაერთების სახით. მაგალითად, დაბინძურება შეიცავს როგორც ნატრიუმს, ასევე ცეზიუმს. მათი წარმოების ყველაზე შრომატევადი ნაწილია ფრაქციების გამდიდრება და გამოყოფა რუბიდიუმით და ცეზიუმით კალიუმისგან, ნატრიუმისგან და ლითიუმისგან. სუფთა (Rb და Cs) მიიღება ჰალოგენებისგან კალციუმის მეტალთან შემცირებით 700-800°C ტემპერატურაზე. ისინი მიიღება მდნარი ქლორიდების გაცვლის რეაქციით კალციუმის ლითონთან:
ცეზიუმის მახასიათებლები, მისი სტრუქტურული მახასიათებლები და ამ ელემენტისთვის დამახასიათებელი თვისებები უნდა იყოს დაფარული ქიმიის კურსში. არა მხოლოდ სკოლის მოსწავლეებმა, არამედ ქიმიური სპეციალობების სტუდენტებმაც უნდა იცოდნენ ამ ნაერთის სპეციფიკური მახასიათებლები. ცეზიუმის გამოყენება ამჟამად საკმაოდ ფართოდ არის გავრცელებული - მაგრამ კონკრეტულ ტერიტორიაზე. ეს დიდწილად განპირობებულია იმით, რომ ოთახის ტემპერატურაზე ელემენტი იძენს თხევად მდგომარეობას და პრაქტიკულად არასოდეს გვხვდება მისი სუფთა სახით. ამჟამად, მხოლოდ ხუთ ლითონს აქვს მსგავსი თვისებები. ცეზიუმის თვისებები განსაზღვრავს მეცნიერთა ინტერესს მის მიმართ და ნაერთის გამოყენების შესაძლებლობებს.
Რის შესახებაა?
რბილი მეტალი ცეზიუმი პერიოდულ სისტემაში მითითებულია სიმბოლოთ Cs. მისი სერიული ნომერია 55. რბილ ლითონს აქვს ვერცხლისფერი, ოქროსფერი შეფერილობა. დნობის წერტილი - 28 გრადუსი ცელსიუსი.
ცეზიუმი არის ტუტე ლითონი, რომლის თვისებები და მახასიათებლები მსგავსია კალიუმის და რუბიდიუმის. ცეზიუმის სტრუქტურა იწვევს რეაქტიულობის გაზრდას. ლითონს შეუძლია წყალთან რეაქცია ცელსიუსის მასშტაბის ტემპერატურაზე 116 გრადუსზე ნულის ქვემოთ. ქიმიურ ელემენტს ცეზიუმს აქვს მაღალი პიროფორულობა. იგი მოპოვებულია დაბინძურებისგან. ცეზიუმის მრავალი რადიოაქტიური იზოტოპი (მათ შორის ფართოდ გამოყენებული ცეზიუმი 137) წარმოიქმნება ბირთვული რეაქტორის მუშაობის დროს წარმოქმნილი ნარჩენების დამუშავების დროს. ცეზიუმი 137 არის დაშლის რეაქციის შედეგი.
Ისტორიული ფონი
ცეზიუმის ელექტრონული ფორმულის აღმოჩენის დამსახურება ეკუთვნის გერმანიის ქიმიკოსებს, მათ დარგში გამოჩენილ გონებას, კირხჰოფს და ბუნსენს. ეს მოვლენა ჯერ კიდევ 1860 წელს მოხდა. იმ პერიოდში მათ დაიწყეს ახლად გამოგონილი ალი სპექტროსკოპიის ტექნიკის აქტიური შეცვლა და გერმანელმა მეცნიერებმა ექსპერიმენტების დროს აღმოაჩინეს საზოგადოებისთვის აქამდე უცნობი ქიმიური ელემენტი - ცეზიუმი. იმ მომენტში ცეზიუმი იყო წარმოდგენილი როგორც მიმღები, რაც აქტუალურია ფოტოცელებისა და ელექტრონულ მილებისთვის.
შესამჩნევი ცვლილებები ელემენტის განმარტებისა და იზოლაციის ისტორიაში მოხდა 1967 წელს. აინშტაინის განცხადების გათვალისწინებით, რომ სინათლის სიჩქარე შეიძლება ჩაითვალოს ყველაზე მუდმივ საზომ ფაქტორად, რომელიც თან ახლავს ჩვენს სამყაროს, გადაწყდა ცეზიუმ 133-ის იზოლირება. ეს გახდა მნიშვნელოვანი წერტილი ქიმიური ელემენტის ცეზიუმის გამოყენების დიაპაზონის გაფართოებაში - კერძოდ , გამოიყენება ატომური საათების დასამზადებლად.
ცეზიუმი ოთხმოცდაათიან წლებში
გასული საუკუნის ბოლო ათწლეულში დაიწყო ქიმიური ელემენტის ცეზიუმის გამოყენება კაცობრიობის მიერ განსაკუთრებით აქტიურად. აღმოჩნდა, რომ იგი გამოიყენება საბურღი სითხეებში. ასევე შესაძლებელი გახდა ქიმიურ მრეწველობაში გამოყენების საკმაოდ ფართო არეალის პოვნა. აღმოჩნდა, რომ ცეზიუმის ქლორიდი და მისი სხვა წარმოებულები შეიძლება გამოყენებულ იქნას რთული ელექტრონიკის მშენებლობაში.
შემდეგ, ოთხმოცდაათიან წლებში, სამეცნიერო საზოგადოების განსაკუთრებული ყურადღება გამახვილდა ყველაფერზე, რაც შეიძლება გახდეს ახალი სიტყვა ატომურ და ბირთვულ ენერგიაში. სწორედ მაშინ იყო ყველაზე საფუძვლიანად შესწავლილი რადიოაქტიური ცეზიუმი. გაირკვა, რომ ამ კომპონენტის ნახევარგამოყოფის პერიოდი დაახლოებით სამ ათწლეულს მოითხოვს. ამჟამად ცეზიუმის რადიოაქტიური იზოტოპები ფართოდ გამოიყენება ჰიდროლოგიაში. მედიცინა და ინდუსტრია მათ გარეშე არ შეუძლიათ. ყველაზე ფართოდ გამოყენებული რადიოაქტიური იზოტოპი არის ცეზიუმი 137. ცეზიუმს აქვს ტოქსიკური თვისებების დაბალი დონე, ამავე დროს რადიოაქტიური წარმოებულები მაღალი კონცენტრაციით შეიძლება ზიანი მიაყენოს ბუნებას და ადამიანს.
ფიზიკური პარამეტრები
ცეზიუმის სპეციფიკა (ისევე, როგორც ცეზიუმის ქლორიდი და ამ ლითონის სხვა წარმოებულები) შესაძლებელს ხდის პროდუქტის ფართო გამოყენებას. სხვა ელემენტებს შორის ცეზიუმს აქვს ყველაზე დაბალი სიხისტის ინდექსი - მხოლოდ 0,2 ერთეული.გარდა რბილობისა ლითონი ხასიათდება ელასტიურობით. ნორმალურ მდგომარეობაში, ცეზიუმის სწორი ელექტრონული ფორმულა საშუალებას იძლევა წარმოიქმნას ღია ფერის მასალა, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს ფერი მუქზე ჟანგბადის ნაერთებთან ოდნავი შეხებისას.
ლითონის დნობის წერტილი არის მხოლოდ 28 გრადუსი ცელსიუსი, რაც ნიშნავს, რომ ნაერთი არის ხუთი მეტალიდან ერთ-ერთი, რომელიც იმყოფება თხევად ფაზაში ოთახის ტემპერატურაზე ან მის მახლობლად. ცეზიუმზე დნობის უფრო დაბალი წერტილი მხოლოდ ვერცხლისწყალზეა დაფიქსირებული. დაბალია ცეზიუმის დუღილის წერტილიც - მხოლოდ ვერცხლისწყალს აქვს დუღილის დაბალი წერტილი. ელექტროქიმიური პოტენციალის მახასიათებლები არეგულირებს ლითონის წვას - ის ქმნის იისფერ ჩრდილებს ან ლურჯ ფერს.
თავსებადობა და მახასიათებლები
ცეზიუმს აქვს ელემენტთან ურთიერთობის უნარი, ელემენტი ასევე წარმოქმნის ცეზიუმის ოქსიდებს. გარდა ამისა, შეინიშნება რეაქციები ვერცხლისწყლის ნარევებთან და ოქროსთან. სხვა ნაერთებთან ურთიერთქმედების თავისებურებები, ისევე როგორც ტემპერატურული პირობები, რომლებშიც შესაძლებელია რეაქციები, მიუთითებს შესაძლო ინტერმეტალურ კომპოზიციებზე. კერძოდ, ცეზიუმი არის საწყისი კომპონენტი ფოტომგრძნობიარე ნაერთების ფორმირებისთვის. ამისათვის ლითონის რეაქცია ტარდება თორიუმის, ანტიმონის, გალიუმის და ინდიუმის მონაწილეობით.
ცეზიუმის ოქსიდის გარდა, ქიმიკოსები ასევე დაინტერესებულნი არიან რიგ ტუტე ელემენტებთან ურთიერთქმედების შედეგებით. ამავდროულად, გასათვალისწინებელია, რომ ლითონი ვერ რეაგირებს ლითიუმთან. ცეზიუმის თითოეულ შენადნობას აქვს საკუთარი ელფერი. ზოგიერთი ნარევები შავ-იისფერი ნაერთებია, ზოგს ოქროსფერი ელფერი აქვს, ზოგი კი თითქმის უფეროა, მაგრამ აქვს მკაფიო მეტალის ბზინვარება.
ქიმიური თვისებები
ცეზიუმის ყველაზე გამოხატული თვისება მისი პიროფორულობაა. გარდა ამისა, ლითონის ელექტროქიმიური პოტენციალი მეცნიერთა ყურადღებასაც იპყრობს. ცეზიუმს შეუძლია სპონტანურად იწვა ჰაერში. წყალთან ურთიერთობისას აფეთქება ხდება, მაშინაც კი, თუ რეაქციის პირობებში დაბალი ტემპერატურაა. ცეზიუმი ამ მხრივ შესამჩნევად განსხვავდება პერიოდული ქიმიური ცხრილის პირველი ჯგუფისგან. როდესაც ცეზიუმი ურთიერთქმედებს წყალთან მყარი ფორმით, რეაქციაც ხდება.
გაირკვა, რომ ცეზიუმის ნახევარგამოყოფის პერიოდი გრძელდება დაახლოებით სამი ათეული წელი. მასალა სახიფათო იყო მისი მახასიათებლების გამო. ცეზიუმთან მუშაობისთვის აუცილებელია ინერტული აირის ატმოსფეროს შექმნა. ამავდროულად, აფეთქება წყალთან შეხებისას ნატრიუმის და ცეზიუმის თანაბარი რაოდენობით მეორე შემთხვევაში შესამჩნევად სუსტი იქნება. ქიმიკოსები ამას ხსნიან შემდეგი მახასიათებლით: როდესაც ცეზიუმი შედის წყალთან, ხდება მყისიერი ფეთქებადი რეაქცია, ანუ წყალბადის დაგროვებისთვის საკმარისად გრძელი პერიოდი არ არის. ცეზიუმის შესანახად საუკეთესო მეთოდია ბოროსილიკატური ნაერთისგან დამზადებული დალუქული კონტეინერები.
ცეზიუმი: ნაერთებში
ცეზიუმი მოქმედებს როგორც კატიონი ნაერთებში. არსებობს მრავალი განსხვავებული ანიონი, რომლებთანაც შესაძლებელია ნაერთის წარმოქმნის რეაქცია. ცეზიუმის მარილების უმეტესობა უფეროა, თუ ფერი არ არის გამოწვეული ანიონით. მარტივი მარილები ჰიგიროსკოპიულია, თუმცა უფრო მცირე რაოდენობით, ვიდრე სხვა მსუბუქი ტუტე ლითონები. ბევრი იხსნება წყალში.
მათ აქვთ შედარებით დაბალი ხსნადობის ხარისხი. ამან საკმაოდ ფართო გამოყენება ჰპოვა ინდუსტრიაში. მაგალითად, ალუმინის-ცეზიუმის სულფატი აქტიურად გამოიყენება მადნის გამწმენდ ქარხნებში წყალში დაბალი ხსნადობის გამო.
ცეზიუმი: უნიკალური და სასარგებლო
ვიზუალურად ეს ლითონი ოქროს მსგავსია, მაგრამ ოდნავ მსუბუქია ვიდრე ყველაზე პოპულარული ძვირფასი ლითონი. თუ ხელში აიღებთ ცეზიუმის ნაჭერს, ის სწრაფად დნება და შედეგად მიღებული ნივთიერება იქნება მოძრავი და ოდნავ შეიცვლება ფერი - უფრო ახლოს ვერცხლისფერი. დნობის მდგომარეობაში ცეზიუმი შესანიშნავად ირეკლავს სინათლის სხივებს. ტუტე ლითონებიდან ცეზიუმი ითვლება ყველაზე მძიმედ, მაგრამ ამავე დროს მას აქვს ყველაზე დაბალი სიმკვრივე.
ცეზიუმის აღმოჩენის ისტორია შეიცავს ცნობებს დიურჰაიმის წყაროზე. სწორედ აქედან გაიგზავნა წყლის ნიმუში ლაბორატორიული შესამოწმებლად. შემადგენელი კომპონენტების ანალიზის დროს განსაკუთრებული ყურადღება დაეთმო კითხვის გადაჭრას: რომელი ელემენტი უზრუნველყოფს სითხის სამკურნალო თვისებებს? გერმანელმა მეცნიერმა ბუნსენმა გადაწყვიტა გამოეყენებინა სპექტრული ანალიზის მეთოდი. სწორედ მაშინ გამოჩნდა ორი მოულოდნელი ცისფერი ხაზი, რომელიც არ იყო დამახასიათებელი იმ დროისთვის ცნობილი ნაერთებისთვის. სწორედ ამ ზოლების ფერი დაეხმარა მეცნიერებს ახალი კომპონენტისთვის სახელის არჩევაში - ცისფერი ლათინურად ჟღერს "ცეზიუმს".
სად ვიპოვო?
როგორც გრძელვადიანი ტესტირებისას გამოვლინდა, ცეზიუმი არის კვალი ელემენტი, რომელიც ძალზე იშვიათია ბუნებრივ პირობებში. ამრიგად, პლანეტის ქერქში რუბიდიუმის და ცეზიუმის შემცველობის შედარებითი ანალიზის შედეგად მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ ეს უკანასკნელი ასჯერ ნაკლებია. კონცენტრაციის მიახლოებითმა შეფასებამ მისცა მაჩვენებელი 7*10(-4)%. არც ერთი სხვა ნაკლებად მგრძნობიარე მეთოდი, ვიდრე სპექტროსკოპია, არ შეუძლია უბრალოდ აღმოაჩინოს ასეთი იშვიათი ნაერთი. ამით აიხსნება ის ფაქტი, რომ ადრე მეცნიერებს არც კი ეპარებოდათ ეჭვი ცეზიუმის არსებობაზე.
ახლა აღმოჩნდა, რომ ცეზიუმი უფრო ხშირია მთებიდან მოპოვებულ ქანებში. მისი კონცენტრაცია ამ მასალაში არ აღემატება პროცენტის მეათასედს. კატეგორიულად მცირე რაოდენობით დაფიქსირდა ზღვის წყლებში. ლითიუმის და კალიუმის მინერალურ ნაერთებში კონცენტრაციის დონე პროცენტის მეათედს აღწევს. ყველაზე ხშირად ის შეიძლება გამოვლინდეს ლეპიდოლიტში.
ცეზიუმისა და რუბიდიუმის განმასხვავებელი ნიშნების შედარებისას, ისევე როგორც სხვა ელემენტები, რომლებიც ძალზე იშვიათია, შესაძლებელი გახდა იმის გამოვლენა, რომ ცეზიუმი ხასიათდება უნიკალური მინერალების წარმოქმნით, რაც სხვა ნაერთებს არ შეუძლიათ. ასე მიიღება დაბინძურება, როდიციტი და ავოგადრიტი.
როდიციტი, როგორც მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, ძალზე იშვიათია. ანალოგიურად, ავოგადრიტის პოვნა ძალიან რთულია. დაბინძურება გარკვეულწილად უფრო ხშირია, რიგ შემთხვევებში გვხვდება მცირე საბადოები. მათ აქვთ ძალიან დაბალი სიმძლავრე, მაგრამ შეიცავს ცეზიუმს მთლიანი მასის 20-35 პროცენტით. ყველაზე მნიშვნელოვანი, საზოგადოების თვალსაზრისით, დამაბინძურებლები აღმოაჩინეს ამერიკის წიაღში და რუსეთში. ასევე არის შვედური და ყაზახური მოვლენები. ცნობილია, რომ დაბინძურება აფრიკის კონტინენტის სამხრეთ-დასავლეთით აღმოაჩინეს.
მუშაობა გრძელდება
საიდუმლო არ არის, რომ ელემენტის აღმოჩენა და მისი სუფთა სახით მიღება ორი სრულიად განსხვავებული ამოცანაა, თუმცა ისინი ურთიერთდაკავშირებულია. როდესაც გაირკვა, რომ ცეზიუმი ძალიან იშვიათია, მეცნიერებმა დაიწყეს ლაბორატორიაში ლითონის სინთეზის ტექნიკის შემუშავება. თავიდან ჩანდა, რომ ეს სრულიად შეუძლებელი ამოცანა იყო, თუ გამოვიყენებდით იმ დროს არსებულ საშუალებებსა და ტექნოლოგიას. წლების განმავლობაში ბუნსენმა ვერ შეძლო ცეზიუმის ლითონის იზოლირება მისი სუფთა სახით. მხოლოდ ორი ათეული წლის შემდეგ მოწინავე ქიმიკოსებმა საბოლოოდ შეძლეს ამ პრობლემის გადაჭრა.
გარღვევა მოხდა 1882 წელს, როდესაც სეტერბერგმა შვედმა ელექტროლიზა ცეზიუმის ციანიდის ოთხი ნაწილისგან შემდგარი ნარევი, რომელშიც ბარიუმის ერთი ნაწილი იყო შერეული. ეს უკანასკნელი კომპონენტი გამოიყენებოდა დნობის წერტილის შესამცირებლად. ციანიდი, როგორც მეცნიერებმა უკვე იცოდნენ ამ ეტაპზე, ძალიან საშიში კომპონენტი იყო. ამასთან, ბარიუმის გამო დაბინძურება ჩამოყალიბდა, რამაც ვერ იძლეოდა ცეზიუმის მეტ-ნაკლებად დამაკმაყოფილებელი რაოდენობის მიღებას. აშკარა იყო, რომ ტექნიკა მნიშვნელოვან გაუმჯობესებას მოითხოვდა. ამ სფეროში კარგი წინადადება წარუდგინა ბეკეტოვს სამეცნიერო საზოგადოებას განსახილველად. სწორედ მაშინ მიიპყრო ყურადღება ცეზიუმის ჰიდროქსიდმა. თუ ეს ნაერთი აღდგება მეტალის მაგნიუმის გამოყენებით, სითბოს გაზრდით და წყალბადის დენის გამოყენებით, შეიძლება ოდნავ უკეთესი შედეგის მიღწევა, ვიდრე დადასტურებული შვედი ქიმიკოსის მიერ. თუმცა, რეალურმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მოსავლიანობა თეორიულად გამოთვლის ნახევარია.
Რა არის შემდეგი?
ცეზიუმი კვლავაც იყო საერთაშორისო ქიმიური სამეცნიერო საზოგადოების ყურადღების ცენტრში. კერძოდ, ფრანგმა მეცნიერმა აქსპილმა დიდი ძალისხმევა და დრო დაუთმო მას თავის კვლევაში. 1911 წელს მან შემოგვთავაზა რადიკალურად ახალი მიდგომა სუფთა ცეზიუმის მოპოვების საკითხთან დაკავშირებით. საჭირო იყო რეაქციის ვაკუუმში ჩატარება, საწყის მასალად აიღეს ლითონის ქლორიდი, აღსადგენად კი გამოიყენეს მეტალი კალციუმი.
ასეთი რეაქცია, როგორც ექსპერიმენტებმა აჩვენა, თითქმის დასრულებამდე ხდება. საკმარისი ეფექტის მისაღწევად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ სპეციალური მოწყობილობა. ლაბორატორიებში, როგორც წესი, მიმართავენ ცეცხლგამძლე მინას ან იყენებენ კვარცის კონტეინერებს. მოწყობილობას უნდა ჰქონდეს გაფართოება. შიგნით წნევა შენარჩუნებულია დაახლოებით 0,001 მმ Hg-ზე. Ხელოვნება. წარმატებული რეაქციისთვის აუცილებელია კონტეინერის გაცხელება 675 გრადუს ცელსიუსამდე. ეს გამოყოფს ცეზიუმს, რომელიც თითქმის მაშინვე აორთქლდება. წყვილები გადადიან ამ მიზნით განკუთვნილ პროცესში. მაგრამ კალიუმის ქლორიდი ძირითადად მკვიდრდება პირდაპირ რეაქტორში. მოცემულ პირობებში, ამ მარილის არასტაბილურობა იმდენად დაბალია, რომ მისი იგნორირება შესაძლებელია, რადგან ამ ნაერთს აქვს დამახასიათებელი დნობის წერტილი 773 გრადუსი (იმავე ცელსიუსის მასშტაბით). ეს ნიშნავს, რომ ნალექი შეიძლება დნება, თუ კონტეინერი გადახურდება ასი გრადუსით, ვიდრე იყო განკუთვნილი. ყველაზე ეფექტური შედეგის მისაღწევად აუცილებელია დისტილაციის პროცესის გამეორება. ამისათვის შექმენით ვაკუუმი. გამოსავალი იქნება იდეალური ცეზიუმის ლითონი. ამჟამად აღწერილი მეთოდი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება და ოპტიმალურად ითვლება ნაერთის მისაღებად.
აქტივობა და რეაქციები
მრავალი კვლევის დროს მეცნიერებმა შეძლეს დაედგინათ, რომ ცეზიუმს აქვს საოცარი აქტივობა, რომელიც ჩვეულებრივ არ არის დამახასიათებელი ლითონებისთვის. ჰაერთან შეხებისას ხდება წვა, რაც იწვევს სუპეროქსიდის გამოყოფას. ოქსიდის მიღწევა შესაძლებელია რეაგენტებზე ჟანგბადის წვდომის შეზღუდვით. არსებობს სუბოქსიდების წარმოქმნის შესაძლებლობა.
თუ ცეზიუმი შედის კონტაქტში ფოსფორთან, გოგირდთან ან ჰალოგენთან, ეს იწვევს ფეთქებადი რეაქციის პროვოცირებას. აფეთქებას წყალთან რეაქციაც ახლავს. კრისტალიზატორის ან შუშის გამოყენებით, შეიძლება შეგხვდეთ კონტეინერი ფაქტიურად ნაჭრებად დაცემით. ყინულთან რეაქცია ასევე შესაძლებელია, თუ ტემპერატურა ცელსიუსის მასშტაბით არ არის 116 გრადუსზე დაბალი. ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება წყალბადი და ჰიდროქსიდი.
ჰიდროქსიდი: მახასიათებლები
ცეზიუმის მიერ წარმოებული რეაქციის პროდუქტების შესწავლისას ქიმიკოსებმა აღმოაჩინეს, რომ მიღებული ჰიდროქსიდი ძალიან ძლიერი ბაზაა. მასთან ურთიერთობისას უნდა გახსოვდეთ, რომ მაღალი კონცენტრაციით ამ ნაერთს შეუძლია ადვილად გაანადგუროს მინა დამატებითი გათბობის გარეშეც კი. მაგრამ როდესაც ტემპერატურა იზრდება, ჰიდროქსიდი ადვილად დნება ნიკელს, რკინას და კობალტს. კორუნდუმზე და პლატინაზე ეფექტი მსგავსი იქნება. თუ ჟანგბადი მონაწილეობს რეაქციაში, ცეზიუმის ჰიდროქსიდი ძალიან სწრაფად ანადგურებს ვერცხლს და ოქროს. თუ შეზღუდავთ ჟანგბადის მიწოდებას, პროცესი შედარებით ნელა მიმდინარეობს, მაგრამ მაინც არ ჩერდება. როდიუმი და ამ ნაერთის რამდენიმე შენადნობი მდგრადია ცეზიუმის ჰიდროქსიდის მიმართ.
გამოიყენეთ გონივრულად
არა მხოლოდ ცეზიუმი, არამედ ამ ლითონის საფუძველზე ცნობილი ნაერთებიც ამჟამად ფართოდ გამოიყენება. მათ გარეშე შეუძლებელია რადიოინჟინერიის დიზაინის წარმოდგენა; ისინი ასევე შეუცვლელია ელექტრონიკაში. ცეზიუმის ნაერთები და ვარიაციები აქტიურად გამოიყენება ქიმიაში, მრეწველობაში, ოფთალმოლოგიასა და მედიცინაში. ცეზიუმი იგნორირებული არ ყოფილა კოსმოსში გამოსაყენებელი ტექნოლოგიების შემუშავებაში, ასევე ბირთვულ ენერგიაში.
ამჟამად გავრცელებულია ცეზიუმის გამოყენება მზის უჯრედების მშენებლობაში. ამ ლითონის ბრომიდი და იოდიდი აუცილებელია ინფრაწითელი ხედვის სისტემების შესაქმნელად. სამრეწველო წარმოების ერთკრისტალები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დეტექტორული ელემენტები, რომლებიც იძლევიან მაიონებელი გამოსხივების ჩაწერის საშუალებას. ცეზიუმზე დაფუძნებული ზოგიერთი ნაერთი აქტიურად გამოიყენება როგორც კატალიზატორი სამრეწველო პროცესებში. ეს აუცილებელია ამიაკის შექმნისას, ბუტადიენის ფორმირებისა და წარმოებისას.
რადიაცია და ცეზიუმი
მეცნიერთა ყველაზე დიდ ყურადღებას იზოტოპი ცეზიუმი 137 იპყრობს, რომელიც ბეტა გამოსხივების კატეგორიას მიეკუთვნება. ამჟამად ეს ელემენტი შეუცვლელია საკვებისა და სამკურნალო ნაერთების სტერილიზაციის პროცესში. მას ჩვეულებრივად მიმართავენ ავთვისებიანი ნეოპლაზმების სამკურნალოდ. თანამედროვე მიდგომებმა შესაძლებელი გახადა ელემენტის გამოყენება გამა ხარვეზის გამოვლენაში. მის საფუძველზე შექმნილია დონის სენსორები და ასევე მიმდინარე წყაროები. ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე მომხდარი ავარიის შემდეგ 137-ე იზოტოპი გარემოში ძალიან დიდი რაოდენობით გათავისუფლდა. სწორედ ეს არის ამ კატასტროფის შემდეგ დაბინძურების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი.
თუმცა, 137 არ არის ცეზიუმის ერთადერთი რადიოაქტიური იზოტოპი, რომელმაც იპოვა გამოყენება თანამედროვე ინდუსტრიაში. ამრიგად, ატომური საათები იქმნება ცეზიუმის 133 იზოტოპის გამოყენებით. ამჟამად ეს არის ყველაზე ზუსტი მოწყობილობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ აკონტროლოთ დროის მსვლელობა. ერთი წამი, როგორც თანამედროვე მეცნიერებმა დაადგინეს მაღალი სიზუსტის კვლევის შედეგად, არის 9192631770 რადიაციის პერიოდი. ეს საშუალებას აძლევს ცეზიუმის 133 იზოტოპის ატომი გამოიყენოს სტანდარტად სიხშირისა და დროის განსაზღვრისთვის.
განმარტება
ცეზიუმიმდებარეობს პერიოდული ცხრილის მთავარი (A) ქვეჯგუფის I ჯგუფის მეექვსე პერიოდში.
ეკუთვნის ოჯახს ს- ელემენტები. მეტალი. აღნიშვნა - Cs. სერიული ნომერი - 55. ფარდობითი ატომური მასა - 132,95 ამუ.
ცეზიუმის ატომის ელექტრონული სტრუქტურა
ცეზიუმის ატომი შედგება დადებითად დამუხტული ბირთვისგან (+55), რომლის შიგნით არის 55 პროტონი და 78 ნეიტრონი, ხოლო 55 ელექტრონი მოძრაობს ექვს ორბიტაზე.
ნახ.1. ცეზიუმის ატომის სქემატური სტრუქტურა.
ელექტრონების განაწილება ორბიტალებს შორის ასეთია:
55Cs) 2) 8) 18) 18) 8) 1 ;
1ს 2 2ს 2 2გვ 6 3ს 2 3გვ 6 3დ 10 4ს 2 4გვ 6 4დ 10 5ს 2 5გვ 6 6ს 1 .
ცეზიუმის ატომის გარე ენერგეტიკული დონე შეიცავს 1 ელექტრონს, რომელიც არის ვალენტური ელექტრონი. აღელვებული მდგომარეობა არ არის. ძირითადი მდგომარეობის ენერგეტიკული დიაგრამა იღებს შემდეგ ფორმას:
ცეზიუმის ატომის ვალენტური ელექტრონი შეიძლება დახასიათდეს ოთხი კვანტური რიცხვის სიმრავლით: ნ(მთავარი კვანტი), ლ(ორბიტალური), მ ლ(მაგნიტური) და ს(დატრიალება):
|
ქვედონე |
||||
პრობლემის გადაჭრის მაგალითები
მაგალითი 1
| ვარჯიში | ელემენტის მანგანუმის ატომი შეესაბამება შემოკლებულ ელექტრონულ ფორმულას:
|
| გამოსავალი | ჩვენ რიგრიგობით გავშიფრავთ შემოკლებულ ელექტრონულ ფორმულებს, რათა აღმოვაჩინოთ ის, რომელიც შეესაბამება მანგანუმის ატომს ძირითად მდგომარეობაში. ამ ელემენტის სერიული ნომერია 25. მოდით ჩამოვწეროთ არგონის ელექტრონული კონფიგურაცია: 18 Ar1 ს 2 2ს 2 2გვ 6 3ს 2 3გვ 6 . შემდეგ, სრული იონური ფორმულა ასე გამოიყურება: 1ს 2 2ს 2 2გვ 6 3ს 2 3გვ 6 3დ 5 4ს 2 . ელექტრონების გარსში ელექტრონების მთლიანი რაოდენობა ემთხვევა ელემენტის ატომურ რიცხვს პერიოდულ ცხრილში. უდრის 25. მანგანუმს აქვს ეს სერიული ნომერი. |
| უპასუხე | ვარიანტი 1 |
