Cézium

Cézium (lat. caesium) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Cs a protónové číslo 55. Patrí medzi alkalické kovy, vyznačuje sa veľkou reaktivitou a mimoriadne nízkym redox-potenciálom.

Cézium (caesium)
cézium → bárium Rb ↑ Cs ↓ Fr 55 Periodická tabuľka 6. perióda, 1. skupina, blok s alkalické kovy, kovy
Vzhľad
zlatostrieborný kov
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť	132,9054519 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia	[Xe] 6s1
Atómový polomer	265 pm
Kovalentný polomer	244 pm
Kovový polomer	267 pm
Van der Waalsov pol.	343 pm
Iónový polomer pre: Cs+	165 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita	0,79 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e)	1: 375,7 kJ.mol−1 2: 2 234,3 kJ.mol−1 3: 3 400 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a)	I
Št. potenciál (Cs+/Cs)	−2,923 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo	pevné
Hustota	1,93 kg·dm−3
Hustota kvapaliny (pri 301,59 K)	1,843 kg·dm−3
Teplota topenia	301,59 K (28,44 °C)
Teplota varu	944 K (670,85 °C)
Kritický bod	1 938 K; 9,4 MPa
Sk. teplo topenia	2,09 kJ·mol−1
Sk. teplo varu	63,9 kJ·mol−1
Tepelná kapacita	32,210 J·mol−1·K−1
Tlak pary p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pri T(K) 418 469 534 623 750 940
Iné
Kryštálová sústava	kubická, priestorovo centrovaná
Magnetizmus	paramagnetický
Elektrický odpor	205 nΩ·m
Tep. rozťažnosť	97 µm·m−1·K−1
Youngov modul	1,7 GPa
Pružnosť v šmyku	1,6 GPa
Tvrdosť (Mohs)	0,2
Tvrdosť (Brinell)	0,14 MPa
Reg. číslo CAS	7440-46-2
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr 133Cs 100 % stabilný s 78 neutrónmi  134Cs synt. 2,0648 r. ε 1,229 134Xe synt.   β- 2,059 134Ba  135Cs synt. 2,3x106 r. β- 0,269 135Ba  137Cs synt. 30,07 r. β- 1,174 137Ba
Commons ponúka multimediálny obsah na tému cézium.
Chemický portál

Základné fyzikálno-chemické vlastnosti

Cézium je mäkký, ľahký a striebrolesklý kov, ktorý mimoriadne rýchlo reaguje s kyslíkom i vodou a v prírode sa s ním preto stretávame len vo forme zlúčenín. Elementárne kovové cézium je možné dlhodobo uchovávať pod vrstvou alifatických uhľovodíkov ako petrolej nebo nafta, s ktorými nereaguje.

Spolu s franciom a gáliom je cézium jedným z mála kovov, ktoré sa nachádzajú v tekutom stave takmer pri izbovej teplote. Cézium reaguje explozívne v studenej vode a reaguje aj s ľadom pri teplotách nad −116 °C. Hydroxid cézia (CsOH) je silne zásaditý a rýchlo leptá povrch skla.

Soli cézia farbia plameň do fialova.

Cézium bolo objavené v roku 1860 nemeckým chemikom Robertom W. Bunsenom a nemeckým fyzikom Gustavom R. Kirchhoffom použitím nimi objavenej spektrálnej analýzy. Cézium bol prvý prvok objavený pomocou spektrálnej analýzy. Kovové cézium bolo prvý raz vyrobené v roku 1861.

Výskyt v prírode, výroba a využitie

Vďaka svojej veľkej reaktivite sa v prírode stretávame iba so zlúčeninami cézia a to len s oxidačným číslom Cs⁺.

Cézium sa na Zemi i vo vesmíre vyskytuje len vzácne. Predpokladá sa, že zemská kôra obsahuje 1 – 7 mg Cs/kg. Priemerný obsah v morskej vode je približne 0,5 μg/l. Vo vesmíre sa predpokladá výskyt jedného atómu cézia na približne 100 miliárd atómov vodíka.

V mineráloch cézium zvyčajne sprevádza ostatné alkalické kovy. Pravdepodobne najvýznamnejší výskyt je v minerále lepidolitu, čo je pomerne značne komplikovaný hlinito-kremičitan lítio-draselný.

Elementárne cézium sa vyrába elektrolýzou roztaveného chloridu cézneho na železnej katóde. Na grafitovej anóde pritom vzniká plynný chlór.

Vzhľadom na svoju mimoriadnu nestálosť a reaktivitu má kovové cézium len minimálne praktické využitie.

• Jeho nízky ionizačný potenciál dovoľuje uplatnenie vo fotočlánkoch, slúžiacich na priamu premenu svetelnej energie na elektrickú. Zároveň je preto perspektívnym médiom pre iónové motory, ako pohonné jednotky kozmických plavidiel.
• Pri výrobe katódových trubíc pracujúcich s nízkotlakovou náplňou inertného plynu sa cézium používa ako filter na zachytenie a odstránenie posledných zvyškov reaktívnych primiešaných plynov.
• Od roku 1967 je v sústave SI definovaná základná jednotka času, 1 sekunda, na základe frekvencie emitovaného svetelného žiarenia izotopu ¹³³Cs ako čas potrebný pre 9 192 631 770 prechodov zo základného do excitovaného stavu.

V chemických zlúčeninách sa cézium vyskytuje zásadne ako kladne jednomocné Cs⁺. Medzi známejšie zlúčeniny patria tieto chemické látky:

• Reakciou cézia s kyslíkom vzniká superoxid cézny (CsO₂).

Cs + O₂ → CsO₂

• Reakcia cézia s vodou vedie k vzniku silne zásaditej zlúčeniny, hydroxidu cézneho (CsOH), ktorý je na rozdiel od analogických zlúčenín sodíka a draslíka málo hygroskopický a málo rozpustný vo vode.

Iné projekty

Commons

Wikislovník

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému cézium
• Wikislovník ponúka heslo cézium

Periodická tabuľka chemických prvkov

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1

H

He

2

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

3

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

4

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

5

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

6

Cs

Ba

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

7

Fr

Ra

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

Alkalické kovy

Kovy alk. zemín

Lantanoidy

Aktinoidy

Prechodné prvky

Kovy

Polokovy

Nekovy

Halogény

Vzácne plyny