Ellerinizde eriyor ama kar değil - "kimya" bölümünden bir bilmece. Tahmin etmek - sezyum. Bu metalin erime noktası 24,5 santigrat derecedir. Kelimenin tam anlamıyla parmaklarınızın arasından akan madde 1860 yılında keşfedildi. Sezyum, spektral analizle keşfedilen ilk elementti.
Robert Bunsen ve Gustav Kirgoff tarafından yürütüldü. Kimyacılar Durkheim'daki maden kaynaklarının sularını incelediler. Bulunan magnezyum, lityum, kalsiyum,... Son olarak, spektroskopa bir damla su koyduk ve iki mavi çizgi gördük; bu, bilinmeyen bir maddenin varlığının kanıtıydı.
İlk olarak kloroplatinatı izole edildi. 50 gram uğruna 300 ton maden suyu işlendi. Yeni metalin isminde herhangi bir hile yoktu. Latince "sezyum", "mavi" olarak çevrilir.
Sezyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri
Spektroskopta metal parlak mavi renkte parlıyor. Gerçekte element buna benzer, ancak biraz daha hafiftir. Sıvı halde sezyumun sarılığı kaybolur ve eriyik gümüşi bir hal alır. Deneyler için hammadde elde etmek kolay değildir.
Metaller arasında element en nadir olanıdır ve yer kabuğunda en çok dağılmıştır. Doğada yalnızca bir izotop bulunur; sezyum 133. Tamamen kararlıdır, yani radyoaktif bozunmaya maruz kalmaz.
Metalin radyoaktif izotopları yapay olarak elde edilir. Sezyum 135 uzun ömürlüdür. Yarı ömrü 3.000.000 yıla yaklaşıyor. Sezyum 137 33,5 yılda yarısı çürüyor. İzotop, biyosfer kirliliğinin ana kaynaklarından biri olarak kabul edilmektedir.
Nüklit, fabrikalardan ve nükleer enerji santrallerinden gelen deşarjlardan girer. Sezyumun yarı ömrü suya, toprağa, bitkilere nüfuz etmesini ve bunların içinde birikmesini sağlar. 137. izotop özellikle tatlı su algleri ve likenlerde bol miktarda bulunur.
Metallerin en nadir olanı olan sezyum aynı zamanda en reaktif olanıdır. Alkali element, periyodik tablonun 1. grubunun ana alt grubunda yer alır ve bu, maddenin zaten kolayca kimyasal reaksiyonlara girmesini zorunlu kılar. Akışları suyun varlığıyla arttırılır. Evet, havada sezyum atomu buharlarının atmosferde bulunması nedeniyle patlar.
Su ile etkileşime donmuş olsa bile patlama eşlik eder. -120 santigrat derecede buzla reaksiyon mümkündür. Kuru buz bir istisna değildir. Sezyum asitler, basit alkoller, ağır metal halojenürler ve organik halojenlerle temas ettiğinde de patlama kaçınılmazdır.
Etkileşimleri başlatmak 2 nedenden dolayı kolaydır. Birincisi güçlü bir negatif elektrokimyasal potansiyeldir. Yani atom negatif yüklüdür ve diğer parçacıkları kendine çekme eğilimindedir.
İkinci sebep ise sezyumun diğer maddelerle reaksiyonlar sırasında yüzey alanıdır. Oda koşullarında eriyen element yayılır. Daha fazla sayıda atomun etkileşime açık olduğu ortaya çıktı.
Elementin aktivitesi doğada saf formunun bulunmamasına yol açmıştır. Yalnızca bağlantılar vardır, örneğin . Aralarında: sezyum klorür, florür, iyodür, azit, siyanit, bromür ve sezyum karbonat. 55. elementin tüm tuzları suda kolayca çözünür.
ile çalışma yapılıyorsa sezyum hidroksit, onun çözülmesinden değil, kendisinin örneğin camı yok edebilmesinden korkmanız gerekir. Yapısı, halihazırda oda sıcaklığında olan reaktif tarafından bozulur. Dereceyi arttırdığınız anda hidroksit kobalt, korindon ve demirden tasarruf etmeyecektir.
Reaksiyonlar özellikle oksijen ortamında hızlı bir şekilde meydana gelir. Yalnızca sezyum hidroksit direnebilir. Azot da element 55 ile etkileşime girmez. Sezyum asit yalnızca dolaylı olarak elde edilir.
Sezyum uygulamaları
Sezyum, formül Düşük elektron çalışma fonksiyonu sağlayan güneş pillerinin üretiminde kullanışlıdır. 55. maddeye dayanan cihazlarda akım üretme maliyeti minimumdur. Radyasyona duyarlılık ise tam tersine maksimumdur.
Sezyumun nadir olması nedeniyle fotovoltaik ekipmanın aşırı derecede pahalı olmasını önlemek için, , , , ile alaşımlanır. Sezyum yakıt hücrelerinde akım kaynağı olarak kullanılır. Arabaların ve yüksek enerjili akülerin bir parçası olan 55 metal bazlı katı elektrolit.
55. metal ayrıca yüklü parçacık sayaçlarında da kullanılır. Onlar için sezyum iyodür satın alınır. Talyumla etkinleştirildiğinden neredeyse her türlü radyasyonu algılar. Sezyum dedektörleri nükleer işletmeler, jeolojik araştırmalar ve tıbbi klinikler için satın alınır.
Ayrıca uzay endüstrisindeki cihazları da kullanıyorlar. Özellikle Mars-5, sezyum bazlı bir gama spektrometresi sayesinde kızıl gezegenin yüzeyinin elementel bileşimini inceledi.
Kızılötesi ışınları yakalama yeteneği, optikte kullanılmasının nedenidir. Üstüne ekliyorlar sezyum bromür Ve sezyum oksit. Dürbünlerde, gece görüş gözlüklerinde ve silah nişangahlarında bulunur. İkincisi uzaydan bile tetiklenir.
Elementin 137. izotopu da değerli bir kullanım alanı buldu. Radyoaktif nüklid sadece atmosferi kirletmekle kalmıyor, aynı zamanda ürünleri veya daha doğrusu onlar için kullanılan kapları da sterilize ediyor. Sezyumun yarı ömrü uzun Milyonlarca konserve gıda işlenebilir. Bazen etler de sterilize edilir; kuş leşleri ve...
Tıbbi aletler ve ilaçlar da 137. izotopla işlenebilmektedir. Nüklit, tümörler söz konusu olduğunda tedavinin kendisinde de gereklidir. Yöntemin adı radyoterapidir. Sezyumlu preparatlar ayrıca şizofreni, difteri, peptik ülser ve bazı şok türleri için de verilmektedir.
Metalurjistlerin saf bir elemente ihtiyacı var. Alaşımlarla karıştırılır ve. Katkı maddesi ısı direncini arttırır. Örneğin, sezyum ile yalnızca %0,3 oranında üç katına çıkar.
Çekme mukavemeti ve korozyon direnci de artar. Doğru, sanayiciler 55. elemente alternatif arıyor. Çok az bulunur ve fiyat açısından rekabetçi değildir.
Sezyum madenciliği
Metal kirleticilerden izole edilmiştir. Sulu bir alüminosilikat ve sezyumdur. Birimin 55. elementini içeren mineraller. Kirlilikte sezyum yüzdesi madenciliği ekonomik olarak mümkün kılar. Avogarditte de çok fazla metal var. Ancak bu taşın kendisi de sezyum kadar nadirdir.
Sanayiciler kirleticileri klorürlerle açarlar veya sülfatlar. Sezyum Taştan ısıtılmış hidroklorik asit içerisine daldırılarak çıkarılır. Oraya antimon klorür de dökülür. Bir çökelti oluşur.
Sıcak su ile yıkanır. Operasyonların sonucu sezyum klorürdür. Sülfatla çalışırken pollusit sülfürik asit içine daldırılır. Çıktı sezyum şapıdır.
Laboratuvarlar 55. elementi elde etmek için başka yöntemler kullanır. 3 tane var, hepsi emek yoğun. Sezyum dikromat ve zirkonyum kromatı ısıtabilirsiniz. Ancak bu bir boşluk gerektirir. Sezyum azidin ayrışması için de gereklidir. Vakum, yalnızca 55. metalin özel olarak hazırlanmış kalsiyum ve klorürünün ısıtılmasıyla önlenir.
Sezyum fiyatı
Rusya'da, Novosibirsk'teki Nadir Metal Fabrikası, kirleticilerin madenciliği ve işlenmesiyle uğraşmaktadır. Lovozersk Madencilik ve İşleme Tesisi de ürünler sunmaktadır. Sonuncusu sunuyor ampullerdeki sezyum 10 ve 15 miligram.
1000 adetlik paketler halinde geliyorlar. Minimum fiyat – 6000 ruble. Sevredmet ayrıca ampuller de satıyor, ancak 250 gramdan daha küçük hacimler sağlamaya hazır.
Eğer metalin saflığı %99,9 ise, bir gram için kural olarak 15-20 ABD doları civarında bir fiyat istiyorlar. Periyodik tablonun 55. elementinin kararlı 133. izotopundan bahsediyoruz.
(Sezyum; Latince caesius'tan - mavi), Cs - kimyasal. periyodik element sisteminin I. grubunun elementi; en, n. 55, saat. m.132.9054. Gümüş-beyaz metal. Bileşiklerde +1 oksidasyon durumu sergiler.Doğal karbon, kararlı izotop 133C'lerden oluşur. 22 radyoaktif izotop elde edilmiş olup bunların en pratik kullanımı 27 yıllık yarı ömre sahip 137Cs izotopudur. Sezyum, Alman kimyager R. W. Bunsen ve Alman fizikçi G. P. Kirchhoff tarafından Durkheim maden kaynağının suyundan elde edilen alkali metal tuzlarının spektrumunu incelerken keşfedildi (1860).
Sezyum metali ilk olarak (1882) K. Setterberg tarafından erimiş sezyum ve baryum siyanür karışımının elektrolizi ile elde edildi. Sezyum nadir bir elementtir. Yerkabuğundaki içeriği %3,7-10-4 olup, yüksek aktivitesinden dolayı doğada serbest halde bulunmaz. C. 78 mineralde bulundu; en büyük miktarı sezyum minerallerinde bulunur: pollusit (%36'ya kadar Cs20), servit ve avogadrit (%7,5'e kadar Cs20). Küçük miktarlarda içerir (%0,004 ila %0,001 veya daha az). kayalar: bazaltlar, granitler, diyabazlar, siyenitler, nefelinler, mikalar, feldispatlar, kireçtaşları, şeyller vb. C.'nin ana kaynakları pollusit, karnallit, tuz göllerinin tuzlu suyu, tuzlu su ve deniz çamurudur. Kristal kafes C. a = 6,05 A (sıcaklık - 175 ° C) periyoduna sahip vücut merkezli kübik.
Atom yarıçapı 2,65 A, Cs+'nin iyon yarıçapı 165 A'dır. Yoğunluk 1,9039 (sıcaklık 0°C) ve 1,880 g/cm3 (sıcaklık 26,85°C); erime noktası 28.60°C; kaynama noktası 685,85°C; evlenmek katsayı doğrusal genleşme (0-26° C sıcaklık aralığında) 9,7-10-5 derece-1; katsayı termal iletkenlik (sıcaklık 28,5° C) 0,04 - 0,065 cal/cm -saniye-derece; ısı kapasitesi ortalaması 7,24 (sıcaklık 0° C) ve 7,69 cal/g-atom derece (sıcaklık 25° C); spesifik elektrik direnci 18,30 (sıcaklık 0° C) ve 21,25 μΩ cm (sıcaklık 26,85° C)'dir. Metalik buhar manyetiktir. Sezyum yumuşak, sünek bir metaldir. Mohs ölçeğine göre sertlik 0,2; HB - = 0,015; normal elastikiyet modülü 175 kgf/mm2; oda sıcaklığında sıkıştırılabilirlik 7,0-10-5 kgf/cm2. Sezyum metali alkalin elementler arasında en yüksek reaktiviteye sahiptir. Havada anında iltihaplanma ile oksitlenerek peroksit ve süperoksit oluşturur.
200-350 ° C sıcaklıkta ve 50-100 basınçta hidrojen ile. Nemli bir ortamda, klor ve flor ortamında tutuşan beyaz kristalli bir madde olan hidrit CsH'yi oluşturur. Oksijen ile, koşullara bağlı olarak şunları verir: Cs2O oksit - havada yayılan kırmızı-kahverengi kristaller; Cs2O2 peroksit - higroskopik sarı kristaller; CsO2 süperoksit - sarı kristaller, 180 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda rengi turuncuya değiştirirler; ozonit CsO3 - ince kristal turuncu - kırmızı toz; CsOH hidroksit, havada hızla çözünen beyaz kristalli bir maddedir. C. doğrudan halojenlerle (ateşlemeyle) birleşerek Csl'de CsF, CsCl, CsBr halojenürleri oluşturur - renksiz kristaller, suda oldukça çözünür ve diğerleri. organik çözücüler.
Sıvı nitrojende, elektrotlar arasındaki elektrik deşarjı sırasında sezyum nitrür, grimsi-yeşil veya mavi renkte higroskopik, kararsız bir toz olan sezyumdan elde edilir. Azid CsN3 - sarı-beyaz kristaller. Kalsiyumun kükürt, selenyum ve tellür ile birlikte kalkojenit bileşikleri olduğu bilinmektedir. Kükürt ile sezyum, suda çözünebilen koyu kırmızı kristalli bir toz olan sülfür Cs2S'yi oluşturur. Ayrıca di-, tri- ve pentasülfitler de elde edilmiştir. C. selenyum ve tellür ile kristalli bileşikler oluşturur: havada ayrışan beyaz Cs2Se selenit tozu ve açık sarı Cs2Te tellür tozu. Silikonla birlikte havada tutuşan sarı kristalli bir madde olan silisit CsSi'yi oluşturur; suyla etkileşime girdiğinde patlayıcı bir şekilde tutuşur. C.'nin fosforlu bileşikleri bilinmektedir - . İnorganik bir maddedeki hidrojeni karbonla değiştirirken karşılık gelen tuzlar elde edilir: sülfat, nitrat, karbonat vb.
Sezyum, alkali metaller de dahil olmak üzere birçok metalle birlikte intermetalik bileşikler de oluşturur; bunların en önemlileri bizmut, antimon, altın ve cıva içeren bileşiklerdir. İnorganik bileşiklerle reaksiyonlarda sezyum güçlü bir indirgeyici madde gibi davranır. Karbondioksit ve karbon tetraklorür ile patlayıcı reaksiyona girer. Metalik çinko, örneğin çinko tuzları ile reaksiyona sokularak elde edilir. açık, magnezyum veya kalsiyum yüksek
t-rah boşlukta. Karbon elde etmek için, elektroliz sırasında, örneğin bir sıvı kurşun katot üzerinde CsCl'nin, rengin vakumlu damıtma yoluyla çıkarıldığı bir kurşun-sezyum alaşımının elde edildiği bir elektrokimyasal yöntem de kullanılır. Küçük miktarlarda zirkonyum, kromatının (Cs2Cr04) toz zirkonyum ile 650°C sıcaklıkta indirgenmesiyle veya CsN3'ün 390-395°C sıcaklıkta vakumda ayrıştırılmasıyla elde edilir.
Sezyum Uygulamaları
Fotosellerde kullanılır; lazer sistemlerindeki radyasyon dedektörleri için sintilasyon sayaçları, göksel navigasyon cihazları, spektroskoplar için amaçlanan fotomultiplierlerde; gece görüş cihazlarında kullanılan elektro-optik dönüştürücülerde; katot ışın tüplerinin iletilmesinde. Sezyum, vakumlu radyo tüplerinin üretiminde kalan hava izlerini absorbe etmek için bir alıcı olarak kullanılır. Parıltılı deşarj tiratronlarında ve zaman aralıklarının en doğru standartları olan atom standartlarında uygulama alanı bulur. Sezyum kaynaklı atom saatinin hatası 4000 yılda 1 saniyedir. Sezyum buharı optik kuantum jeneratörlerinde (gaz lazerleri) kullanılır. Manyetohidrodinamik jeneratörlerde inert bir gaza karbon ilavesi, gazın bu katkı maddelerinin bulunmadığından yaklaşık iki kat daha düşük sıcaklıklarda iyonize edilmesini mümkün kılar. C., ısıyı doğrudan elektriğe dönüştürmek için tasarlanmış termiyonik dönüştürücülerde kullanılır. enerji; uzay aracı için iyon roket motorlarında. Sezyum, yeni bir elektronik dalında - mikrodalga plazma elektroniği ve ayrıca diğer ışık kaynaklarına göre yoğunluk bakımından üstün olan sezyum lambalarda uygulama buldu.
Eleman özellikleri
Rubidyum gibi sezyumun keşfi de spektral analizle ilişkilidir. 1860 yılında R. Bunsen, spektrumda o dönemde bilinen hiçbir elemente ait olmayan iki parlak mavi çizgi keşfetti. Gök mavisi anlamına gelen “caesius” ismi de buradan gelmektedir. Alkali metal alt grubunun hala ölçülebilir miktarlarda bulunan son elementidir. En büyük atom yarıçapı ve en küçük ilk iyonlaşma potansiyeli bu elementin karakterini ve davranışını belirler. Belirgin elektropozitifliğe ve belirgin metalik niteliklere sahiptir. Dıştaki 6'lı elektronu bağışlama arzusu, tüm reaksiyonlarının son derece şiddetli ilerlemesine neden olur. Atom 5 enerjilerinde küçük farkD- ve 6 S -orbitaller atomların kolay uyarılabilirliğine neden olur. Sezyumdan elektron emisyonu, görünmez kızılötesi ışınların (ısı) etkisi altında gözlenir. Atomik yapının bu özelliği, akımın iyi elektriksel iletkenliğini belirler. Bütün bunlar sezyumu elektronik cihazlarda vazgeçilmez kılmaktadır. Son zamanlarda, geleceğin yakıtı olarak ve termonükleer füzyon sorununun çözümüyle bağlantılı olarak sezyum plazmasına giderek daha fazla ilgi gösteriliyor.
Basit madde ve bileşiklerin özellikleri
Sezyum normal oda koşullarında yarı sıvı bir metaldir (t pl = 28,5°C, kaynatın = 688°C). Parlak yüzeyi soluk altın rengindedir. Sezyum metrekaresi hafif bir metaldir. 1,9 gr/cm³ örneğin yaklaşık olarak aynı atom kütlesine sahip olanların ağırlığı 6 kattan fazladır.
Sezyumun periyodik tablodaki komşularından kat kat daha hafif olmasının nedeni atomlarının büyüklüğüdür. Metalin atom ve iyon yarıçapları çok büyüktür:R= 2,62 A'da, R ve o =1,6 A. Sezyum alışılmadık derecede kimyasal olarak aktiftir. Oksijenle o kadar açgözlü bir şekilde reaksiyona girer ki, derin vakum koşullarında bile gaz karışımını en ufak oksijen izlerinden bile arındırabilmektedir. -116° C'ye kadar dondurulduğunda suyla reaksiyona girer. Diğer maddelerle reaksiyonların çoğu patlamalarla meydana gelir: halojenler, kükürt, fosfor, grafit, silikon (son üç durumda hafif ısıtma gerekir). Zor insanlar da buna şiddetle tepki veriyor: CO 2 , tetraklorür, silika (300°C'de). Hidrojen atmosferinde, yeterince kuru olmayan havada tutuşan CsH hidrit oluşur. Tüm inorganik ve organik asitlerin yerini alarak tuz oluşturur.
Sezyumun nitrojenle reaksiyonları sessiz bir elektrik yükü alanında ve ısıtıldığında kömürle daha sakin bir şekilde ilerler. 300-350°C'de veya 5-10 basınç altında hidrojenle reaksiyona girer⋅ 10 ⁶ Baba. Bu nedenle hidrojenle dolu bir kapta güvenle saklanabilir.
2Сs + 2SiO 2 = Cs 2 O 4 + 2Si
2Rb + 2SiO2 = Rb204 + 2Si
Sezyum bileşiklerinden en önemlileri c'dir. gümüş ve antimon. Sezyum bromür ve iyodür kristalleri kızılötesi ışınlara karşı şeffaftır, bu nedenle optik ve elektrik mühendisliğinde kullanılırlar.
Sülfat СsSO 4 - yalnızca 1400°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gözle görülür şekilde buharlaşmaya başlayan, refrakter ve termal olarak stabil bir bileşik. Aynı zamanda tüm sezyum tuzları yüksektir.
Sezyum üretimi ve kullanımı
Sezyum, bağımsız mineraller oluşturmaz ve genellikle grup I'in daha yaygın elementlerine eşlik eder. Sezyum doğada Na ve K minerallerinde safsızlık olarak bulunur. Pollucite CsNa ⋅ nH 2 sezyum açısından en zengindir Ö. Doğada diğer cevherlere eşlik eden bileşikler halinde oldukça dağınık halde bulunur. Örneğin, pollucite sodyumun yanı sıra sezyum da içerir. Üretimlerinin en emek yoğun kısmı, fraksiyonların rubidyum ve sezyum ile potasyum, sodyum ve lityumdan zenginleştirilmesi ve ayrılmasıdır. Saf (Rb ve Cs), halojenlerin 700-800°C'de kalsiyum metali ile indirgenmesiyle elde edilir. Erimiş klorürlerin kalsiyum metali ile değişim reaksiyonuyla elde edilirler:
Sezyumun özellikleri, yapısal özellikleri ve bu elementin karakteristik nitelikleri kimya dersinde ele alınmalıdır. Sadece okul çocukları değil, aynı zamanda kimyasal uzmanlık öğrencileri de bu bileşiğin kendine özgü özelliklerini bilmelidir. Sezyumun kullanımı şu anda oldukça yaygın, ancak belirli bir alanda. Bunun nedeni, büyük ölçüde, oda sıcaklığında elementin sıvı bir hal alması ve pratikte hiçbir zaman saf haliyle bulunmamasıdır. Şu anda yalnızca beş metal benzer niteliklere sahiptir. Sezyumun özellikleri bilim adamlarının ona olan ilgisini ve bileşiği kullanma olanaklarını belirler.
Neyle ilgili?
Yumuşak metal sezyum periyodik tabloda Cs sembolüyle gösterilir. Seri numarası 55'tir. Yumuşak metalin gümüşi, altın rengi bir tonu vardır. Erime noktası - 28 santigrat derece.
Sezyum, nitelikleri ve özellikleri potasyum ve rubidyuma benzeyen bir alkali metaldir. Sezyumun yapısı reaktivitenin artmasına neden olur. Metal, Celsius ölçeğinde sıfırın altında 116 derecelik bir sıcaklıkta suyla reaksiyona girebilir. Sezyum kimyasal elementi yüksek piroforiteye sahiptir. Pollusit'ten çıkarılır. Sezyumun birçok radyoaktif izotopu (yaygın olarak kullanılan sezyum 137 dahil), bir nükleer reaktörün çalışması sırasında ortaya çıkan atıkların işlenmesi sırasında üretilir. Sezyum 137 bir fisyon reaksiyonunun sonucudur.
Tarihsel arka plan
Sezyumun elektronik formülünün keşfi, Alman kimyagerlere, kendi alanlarındaki seçkin beyinlere, Kirchhoff ve Bunsen'e aittir. Bu olay 1860 yılında gerçekleşti. Bu dönemde, yeni icat edilen alev spektroskopisi tekniğini aktif olarak değiştirmeye başladılar ve deneyleri sırasında Alman bilim adamları, daha önce halk tarafından bilinmeyen bir kimyasal element olan sezyumu keşfettiler. O anda sezyum, fotoseller ve elektron tüpleriyle ilgili bir alıcı olarak sunuldu.
Elementin tanımı ve izolasyonunun tarihinde gözle görülür değişiklikler 1967'de meydana geldi. Einstein'ın, ışık hızının evrenimizde var olan en sabit ölçüm faktörü olarak kabul edilebileceği yönündeki açıklaması dikkate alınarak, sezyum 133'ün izole edilmesine karar verildi. Bu, özellikle sezyum kimyasal elementinin uygulama aralığının genişletilmesinde önemli bir nokta haline geldi. atom saati yapımında kullanılır.
Doksanlı yıllarda sezyum
Geçen yüzyılın son on yılında, sezyum kimyasal elementi özellikle insanlık tarafından aktif olarak kullanılmaya başlandı. Sondaj sıvılarında uygulanabilir olduğu ortaya çıktı. Kimya endüstrilerinde de oldukça geniş bir uygulama alanı bulmak mümkündü. Sezyum klorür ve diğer türevlerinin karmaşık elektroniklerin yapımında kullanılabileceği ortaya çıktı.
Daha sonra doksanlı yıllarda bilim camiasının özel ilgisi atom ve nükleer enerjide yeni bir kelime haline gelebilecek her şeye odaklandı. O zaman radyoaktif sezyum en kapsamlı şekilde incelendi. Bu bileşenin yarı ömrünün yaklaşık otuz yıl gerektirdiği ortaya çıktı. Şu anda sezyumun radyoaktif izotopları hidrolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Tıp ve endüstri onlarsız yapamaz. En yaygın kullanılan radyoaktif izotop sezyum 137'dir. Sezyumun toksik özelliği düşük seviyedeyken aynı zamanda yüksek konsantrasyondaki radyoaktif türevleri doğaya ve insana zarar verebilmektedir.
Fiziksel parametreler
Sezyumun özgüllüğü (aynı zamanda sezyum klorür ve bu metalin diğer türevleri), ürünün yaygın olarak kullanılmasını mümkün kılar. Diğer elementler arasında sezyum en düşük sertlik indeksine sahiptir - yalnızca 0,2 birim.Yumuşaklığın yanı sıra metal esneklik ile de karakterize edilir. Normal durumda, sezyumun doğru elektronik formülü, oksijen bileşikleriyle en ufak bir temasta rengi daha koyu bir renge değiştirebilen soluk renkli bir malzemenin oluşumuna izin verir.
Metalin erime noktası yalnızca 28 santigrat derecedir, bu da bileşiğin oda sıcaklığında veya buna yakın sıvı fazda bulunan beş metalden biri olduğu anlamına gelir. Yalnızca cıva için sezyumunkinden daha düşük bir erime noktası kaydedilmiştir. Sezyumun kaynama noktası da düşüktür; yalnızca cıvanın kaynama noktası daha düşüktür. Elektrokimyasal potansiyelin özellikleri metalin yanmasını düzenler; menekşe tonları veya mavi renk oluşturur.
Uyumluluk ve özellikler
Sezyum elementle reaksiyona girme özelliğine sahiptir ve element ayrıca sezyum oksitler oluşturur. Ayrıca cıva karışımları ve altınla reaksiyonlar da gözlenmektedir. Diğer bileşiklerle etkileşimin özellikleri ve reaksiyonların mümkün olduğu sıcaklık koşulları, olası intermetalik bileşimleri gösterir. Özellikle sezyum, ışığa duyarlı bileşiklerin oluşumu için başlangıç bileşenidir. Bunu yapmak için toryum, antimon, galyum ve indiyumun katılımıyla metal reaksiyonu gerçekleştirilir.
Kimyacılar, sezyum oksitin yanı sıra bir dizi alkalin elementle etkileşimin sonuçlarıyla da ilgileniyorlar. Aynı zamanda metalin lityum ile reaksiyona giremeyeceği de dikkate alınmalıdır. Sezyum alaşımlarının her birinin kendi rengi vardır. Bazı karışımlar siyah-mor bileşiklerdir, diğerleri altın rengindedir ve diğerleri neredeyse renksizdir ancak belirgin bir metalik parlaklığa sahiptir.
Kimyasal özellikler
Sezyumun en belirgin özelliği piroforitesidir. Ayrıca metalin elektrokimyasal potansiyeli de bilim adamlarının ilgisini çekmektedir. Sezyum havada kendiliğinden yanabilir. Su ile etkileşime girdiğinde, reaksiyon koşulları düşük sıcaklıkları varsaysa bile bir patlama meydana gelir. Sezyum bu bakımdan periyodik kimyasal tablonun ilk grubundan belirgin şekilde farklıdır. Sezyum katı haldeki suyla etkileşime girdiğinde bir reaksiyon da meydana gelir.
Sezyumun yarı ömrünün yaklaşık otuz yıl sürdüğü ortaya çıktı. Malzeme, özellikleri nedeniyle tehlikeli kabul edildi. Sezyumla çalışmak için inert bir gaz atmosferi oluşturmak gerekir. Aynı zamanda, ikinci durumda eşit miktarda sodyum ve sezyum içeren suyla temas ettiğinde meydana gelen patlama gözle görülür şekilde daha zayıf olacaktır. Kimyacılar bunu şu özellik ile açıklıyorlar: Sezyum suyla temas ettiğinde anında patlayıcı bir reaksiyon meydana geliyor, yani hidrojenin birikmesi için yeterince uzun bir süre kalmıyor. Sezyumun saklanması için en uygun yöntem borosilikat bileşiklerinden yapılmış kapalı kaplardadır.
Sezyum: bileşiklerde
Sezyum bileşiklerde katyon görevi görür. Bir bileşik oluşturmak için reaksiyonun mümkün olduğu birçok farklı anyon vardır. Çoğu sezyum tuzu, renklenmenin bir anyondan kaynaklanmadığı sürece renksizdir. Basit tuzlar higroskopiktir ancak diğer hafif alkali metallere göre daha az orandadır. Birçoğu suda çözünür.
Nispeten düşük bir çözünürlük derecesine sahiptirler. Bu endüstride oldukça geniş bir uygulama alanı buldu. Örneğin alüminyum-sezyum sülfat, sudaki çözünürlüğünün düşük olması nedeniyle cevher arıtma tesislerinde aktif olarak kullanılmaktadır.
Sezyum: benzersiz ve kullanışlı
Görsel olarak bu metal altına benzer ancak en popüler değerli metalden biraz daha hafiftir. Elinize bir parça sezyum alırsanız, hızla eriyecek ve ortaya çıkan madde hareketli olacak ve biraz renk değiştirecek - gümüşe daha yakın. Erimiş halde sezyum, ışık ışınlarını mükemmel şekilde yansıtır. Alkali metallerden sezyum en ağır olarak kabul edilir, ancak aynı zamanda en düşük yoğunluğa sahiptir.
Sezyumun keşfinin tarihi, Durchheim kaynağına referanslar içerir. Laboratuvar testleri için buradan bir su örneği gönderildi. Kurucu bileşenlerin analizi sırasında şu sorunun çözümüne özellikle dikkat edildi: Sıvının iyileştirici özelliklerini hangi element sağlar? Alman bilim adamı Bunsen, spektral analiz yöntemini kullanmaya karar verdi. İşte o zaman, o zamanlar bilinen bileşiklere özgü olmayan, beklenmedik iki mavi çizgi ortaya çıktı. Bilim adamlarının yeni bileşen için bir isim seçmesine yardımcı olan da bu şeritlerin rengiydi; Latince'de gök mavisi "sezyum" gibi geliyor.
Seni nerede bulabilirim?
Uzun süreli testler sırasında ortaya çıktığı gibi sezyum, doğal koşullarda son derece nadir bulunan bir eser elementtir. Böylece, gezegenin kabuğundaki rubidyum ve sezyum içeriğinin karşılaştırmalı bir analizini yapan bilim adamları, ikincisinin yüzlerce kat daha az olduğunu keşfettiler. Konsantrasyona ilişkin yaklaşık bir tahmin, %7*10(-4) oranında bir gösterge verdi. Spektroskopiden daha az hassas olan başka hiçbir yöntem bu kadar nadir bir bileşiği kolayca tespit edemez. Bu, daha önce bilim adamlarının sezyumun varlığından bile şüphelenmediklerini açıklıyor.
Artık dağlardan çıkarılan kayalarda sezyumun daha yaygın olduğu tespit edildi. Bu malzemedeki konsantrasyonu yüzde binde birini geçmez. Deniz sularında kategorik olarak küçük miktarlar kaydedildi. Lityum ve potasyum mineral bileşiklerindeki konsantrasyon düzeyi yüzde onda birine ulaşır. Çoğu zaman lepidolitte tespit edilebilir.
Sezyum ve rubidyumun yanı sıra son derece nadir olan diğer elementlerin ayırt edici özelliklerini karşılaştırırken, sezyumun diğer bileşiklerin yapamadığı benzersiz minerallerin oluşumuyla karakterize edildiğini ortaya çıkarmak mümkün oldu. Pollusit, rodisit ve avogadrit bu şekilde elde edilir.
Bilim adamlarının bulduğu gibi rodisit son derece nadirdir. Aynı şekilde avogadritin bulunması da oldukça zordur. Pollucite biraz daha yaygındır ve bazı durumlarda küçük birikintiler bulunur. Çok düşük güce sahipler ancak toplam kütlenin yüzde 20-35'i oranında sezyum içeriyorlar. Halkın bakış açısına göre en önemlileri Amerika topraklarında ve Rusya'da keşfedildi. İsveç ve Kazak gelişmeleri de var. Afrika kıtasının güneybatısında pollusite rastlandığı biliniyor.
Çalışma devam ediyor
Bir elementi keşfetmenin ve onu saf haliyle elde etmenin, birbiriyle bağlantılı olmasına rağmen tamamen farklı iki görev olduğu bir sır değil. Sezyumun çok nadir olduğu anlaşılınca bilim insanları metali laboratuvarda sentezlemek için teknikler geliştirmeye başladılar. İlk başta, o zamanın imkanlarını ve teknolojisini kullanırsak, bu tamamen imkansız bir iş gibi görünüyordu. Yıllar geçtikçe Bunsen sezyum metalini saf haliyle izole edemedi. Ancak yirmi yıl sonra ileri düzey kimyagerler nihayet bu sorunu çözebildiler.
Çığır açan buluş, 1882 yılında İsveçli Setterberg'in, bir kısım baryumun karıştırıldığı dört kısım sezyum siyanürden oluşan bir karışımı elektrolize etmesiyle gerçekleşti. İkinci bileşen erime noktasını düşürmek için kullanıldı. Bilim adamlarının bu noktada zaten bildiği gibi siyanür çok tehlikeli bir bileşendi. Aynı zamanda baryum nedeniyle kirlenme oluştu ve bu da az çok tatmin edici miktarda sezyum elde edilmesini mümkün kılmadı. Tekniğin önemli iyileştirmeler gerektirdiği açıktı. Bu alanda güzel bir öneri Beketov tarafından bilim camiasına tartışmaya sunuldu. O zaman sezyum hidroksit dikkat çekti. Bu bileşik metalik magnezyum kullanılarak, ısının artırılmasıyla ve hidrojen akımının kullanılmasıyla geri kazanılırsa, İsveçli kimyager tarafından kanıtlanandan biraz daha iyi bir sonuç elde edilebilir. Ancak gerçek deneyler, verimin teoride hesaplananın yarısı kadar olduğunu göstermiştir.
Sıradaki ne?
Sezyum uluslararası kimya bilim camiasının ilgi odağı olmaya devam etti. Özellikle Fransız bilim adamı Axpil, araştırmalarında ona çok çaba ve zaman ayırdı. 1911'de saf sezyumun çıkarılması konusuna tamamen yeni bir yaklaşım önerdi. Reaksiyonun vakumda gerçekleştirilmesi gerekliydi, başlangıç \u200b\u200bmalzemesi olarak metal klorür alındı ve onu eski haline getirmek için kalsiyum metali kullanıldı.
Deneylerin gösterdiği gibi böyle bir reaksiyon neredeyse tamamlanmak üzere gerçekleşir. Yeterli bir etki elde etmek için özel bir cihaz kullanmanız gerekir. Laboratuvarlarda genellikle refrakter camlara başvurulur veya kuvars kaplar kullanılır. Cihazın bir uzantısı olmalıdır. İçerideki basınç yaklaşık 0,001 mmHg'de tutulur. Sanat. Başarılı bir reaksiyon için kabın 675 santigrat dereceye kadar ısıtılmasını sağlamak gerekir. Bu, neredeyse anında buharlaşan sezyumun açığa çıkmasına neden olur. Çiftler bu amaca yönelik sürece girerler. Ancak potasyum klorür esas olarak doğrudan reaktöre yerleşir. Belirli koşullar altında, bu tuzun uçuculuğu o kadar düşüktür ki, bu bileşiğin karakteristik erime noktası 773 derecedir (aynı Santigrat ölçeğinde). Bu, kabın amaçlanan sıcaklığa göre yüz derece aşırı ısıtılması durumunda çökeltinin eriyebileceği anlamına gelir. En etkili sonuçlara ulaşmak için damıtma işleminin tekrarlanması gerekir. Bunu yapmak için bir boşluk oluşturun. Çıktı ideal sezyum metali olacaktır. Şu anda açıklanan yöntem en yaygın şekilde kullanılmaktadır ve bileşiğin elde edilmesi için optimal kabul edilmektedir.
Etkinlik ve reaksiyonlar
Çok sayıda çalışma sırasında bilim adamları, sezyumun normalde metallere özgü olmayan şaşırtıcı bir aktiviteye sahip olduğunu belirlemeyi başardılar. Havayla temas ettiğinde süperoksit salınımına yol açan yanma meydana gelir. Oksit, oksijenin reaktiflere erişimini sınırlandırarak elde edilebilir. Altoksitlerin oluşma olasılığı vardır.
Sezyumun fosfor, kükürt veya halojenle temas etmesi patlayıcı bir reaksiyona neden olur. Patlamaya su ile reaksiyon da eşlik ediyor. Bir kristalleştirici veya cam kullandığınızda, kabın kelimenin tam anlamıyla parçalara ayrıldığıyla karşılaşabilirsiniz. Celsius ölçeğindeki sıcaklık 116 dereceden düşük değilse buzla reaksiyon da mümkündür. Bu reaksiyon sonucunda hidrojen ve hidroksit üretilir.
Hidroksit: özellikler
Sezyumun ürettiği reaksiyon ürünlerini inceleyen kimyagerler, ortaya çıkan hidroksitin çok güçlü bir baz olduğunu keşfettiler. Onunla etkileşime girerken, yüksek konsantrasyonlarda bu bileşiğin, ek ısıtma olmadan bile camı kolayca yok edebileceğini unutmamalısınız. Ancak sıcaklık yükseldiğinde hidroksit nikeli, demiri ve kobaltı kolaylıkla eritir. Korindon ve platin üzerindeki etki benzer olacaktır. Reaksiyona oksijen katılırsa, sezyum hidroksit gümüş ve altını son derece hızlı bir şekilde yok eder. Oksijen tedarikini sınırlandırırsanız süreç nispeten yavaş ilerler ancak yine de durmaz. Rodyum ve bu bileşiğin çeşitli alaşımları sezyum hidroksite karşı dayanıklıdır.
Akıllıca kullanın
Sadece sezyum değil, aynı zamanda bu metale dayanan bilinen bileşikler de şu anda çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Onlar olmadan radyo mühendisliğinin tasarımını hayal etmek imkansızdır; elektronikte de vazgeçilmezdirler. Sezyum bileşikleri ve çeşitleri kimya, endüstri, oftalmoloji ve tıpta aktif olarak kullanılmaktadır. Nükleer enerjinin yanı sıra uzayda uygulanabilir teknolojilerin geliştirilmesinde de sezyum göz ardı edilmedi.
Güneş pillerinin yapımında sezyumun kullanılması artık yaygın. Kızılötesi görüş sistemleri oluşturmak için bu metalin bromür ve iyodürü gereklidir. Endüstriyel olarak üretilen tek kristaller, iyonlaştırıcı radyasyonun kaydedilmesine olanak sağlayan dedektör elemanları olarak kullanılabilir. Bazı sezyum bazlı bileşikler, endüstriyel işlemlerde katalizör olarak aktif olarak kullanılmaktadır. Bu, amonyak oluştururken, bütadien oluştururken ve üretirken gereklidir.
Radyasyon ve sezyum
Bilim adamlarının en büyük ilgisini çeken izotop sezyum 137, beta yayıcılar kategorisine giriyor. Şu anda bu element, gıda ve tıbbi bileşiklerin sterilizasyonu sürecinde vazgeçilmezdir. Malign neoplazmların tedavisinde buna başvurmak gelenekseldir. Modern yaklaşımlar, elementin gama kusuru tespitinde kullanılmasını mümkün kılmıştır. Seviye sensörleri ve ayrıca akım kaynakları buna göre tasarlanmıştır. Çernobil nükleer santralindeki kazadan sonra 137. izotop çok büyük miktarlarda çevreye salındı. Bu felaketten sonra kirliliğin en önemli faktörlerinden biri de budur.
Ancak 137, modern endüstride uygulama alanı bulan sezyumun tek radyoaktif izotopu değildir. Böylece sezyum 133 izotopu kullanılarak atom saatleri oluşturulur.Şu anda bu, zamanın geçişini kontrol etmenizi sağlayan en doğru cihazdır. Modern bilim adamlarının yüksek hassasiyetli araştırmalarla keşfettiği gibi, bir saniye 9192631770 radyasyon periyodudur. Bu, sezyum 133 izotopunun atomunun, frekans ve zamanın belirlenmesinde standart olarak kullanılmasına olanak tanır.
TANIM
Sezyum Periyodik tablonun ana (A) alt grubunun I. grubunun altıncı periyodunda yer alır.
Aileye ait S-elementler. Metal. Tanım - Cs. Seri numarası - 55. Bağıl atom kütlesi - 132,95 amu.
Sezyum atomunun elektronik yapısı
Bir sezyum atomu, içinde 55 proton ve 78 nötron bulunan pozitif yüklü bir çekirdekten (+55) oluşur ve 55 elektron altı yörüngede hareket eder.
Şekil 1. Sezyum atomunun şematik yapısı.
Elektronların yörüngeler arasındaki dağılımı aşağıdaki gibidir:
55Cs) 2) 8) 18) 18) 8) 1;
1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 6 4D 10 5S 2 5P 6 6S 1 .
Sezyum atomunun dış enerji seviyesi bir değerlik elektronu olan 1 elektron içerir. Heyecanlı bir durum yoktur. Temel durumun enerji diyagramı aşağıdaki formu alır:
Bir sezyum atomunun değerlik elektronu dört kuantum sayısıyla karakterize edilebilir: N(ana kuantum), ben(orbital), m l(manyetik) ve S(döndürmek):
|
Alt seviye |
||||
Problem çözme örnekleri
ÖRNEK 1
| Egzersiz yapmak | Manganez elementinin atomu kısaltılmış elektronik formüle karşılık gelir:
|
| Çözüm | Temel durumdaki manganez atomuna karşılık gelen formülü bulmak için kısaltılmış elektronik formülleri sırayla çözeceğiz. Bu elemanın seri numarası 25'tir. Argonun elektronik konfigürasyonunu yazalım: 18 Ar1 S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 . Daha sonra iyonik formülün tamamı şöyle görünecektir: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 5 4S 2 . Elektron kabuğundaki toplam elektron sayısı, elementin Periyodik Tablodaki atom numarasına denk gelir. 25'e eşittir. Manganez bu seri numarasına sahiptir. |
| Cevap | seçenek 1 |
