Цезій

Цезій (Cs) – хімічний елемент першої групи Періодичної системи Д.І. Менделєєва з відносною атомною масою 132,91. Атомний номер 55; температура плавлення 28,5 °С; температура кипіння 688°С; густина 1,873 г • см-3 при 20 °С; належить до лужних металів. В усіх сполуках Cs одновалентний. Метал Cs – хімічно активний елемент, сполучається з киснем з миттєвим спалахуванням, з водою реагує з вибухом. Cs бурхливо реагує з усіма кислотами, реакція відбувається з виділенням водню та утворенням відповідних солей Cs, більшість з яких добре розчинні [314, 389]. За іонним радіусом Cs стоїть найближче до рубідію (Rb) і калію (К). Цим визначається ізоморфізм більшості сполук Cs і Rb та їх спільна присутність у мінералах значно поширеного К. Атоми Cs і Rb здатні заміщувати атоми К у кристалічній решітці мінералів [185, 206]. Найінтенсивніше Cs поглинається вермікулітом, флогопітом, гідрофлогопітом, міканітом, гумбрином [205]. Ця властивість відіграє надзвичайно важливу роль у процесах міграції Cs – незважаючи на високу розчинність його сполук, він проникає у кристалічні решітки глинистих мінералів, міцно зв'язуючись тонкодисперсною частиною ґрунту [6, 42, 235, 259, 300, 302], та визначає перспективу захоронения цезієвих радіоактивних відходів у мінералоподібні матриці з метою тривалого зберігання [336, 337].
Основна характеристика Цезію

Промислово цезій отримується у вигляді сполук, що утворюються при обробці мінералу полуцитухлоридною чи сульфатноюкислотами. Перший процес включає в себе обробку вихідного мінералу підігрітою соляною кислотою, додавання хлориду стибію SbCl3 для осадження сполуки Cs3[Sb2Cl9] і промивання гарячою водою або розчином амоніаку з утвореннямхлориду цезію CsCl. При другому — мінерал обробляється підігрітоюсірчаною кислотою з утворенням алюмоцезіевих галунів CsAl(SO4)2 · 12H2O.
Знаходження в природі

Фізичні властивості

Існує кілька лабораторних методів отримання цезію. Він може бути отриманий:
нагріванням у вакуумі сумішіхромату або дихромату цезію зцирконієм;{\displaystyle \mathrm {Cs_{2}Cr_{2}O_{7}+2\ Zr\longrightarrow 2\ Cs+2\ ZrO_{2}+Cr_{2}O_{3}} }розкладанням азиду цезію ввакуумі;нагріванням суміші хлориду цезію та спеціально підготовленогокальцію. При цьому леткий цезій осідає на холодні частині реакційної установки:{\displaystyle \mathrm {2\ CsCl+Ca\longrightarrow 2\ Cs\uparrow +CaCl_{2}} }
Усі методи є трудомісткими. Другий дозволяє отримати високочистий метал, проте є вибухонебезпечним і вимагає на реалізацію декілька діб.
Добуваня
Промислово цезій отримується у вигляді сполук, що утворюються при обробці мінералу полуцитухлоридною чи сульфатноюкислотами. Перший процес включає в себе обробку вихідного мінералу підігрітою соляною кислотою, додавання хлориду стибію SbCl3 для осадження сполуки Cs3[Sb2Cl9] і промивання гарячою водою або розчином амоніаку з утвореннямхлориду цезію CsCl. При другому — мінерал обробляється підігрітоюсірчаною кислотою з утворенням алюмоцезіевих галунів CsAl(SO4)2 · 12H2O.

Застосовують при виготовленні фотокатодів. Завдяки винятковим властивостям цезію — найбільшому розміру катіонів (0,165 нм), найменшому потенціалу йонізації (3,89 eV) і низькій роботі виходу електрона (1,87 eV) при опроміненні його сонячними променями, а також нагріванні він стає джерелом потоку електронів, на чому засноване виробництво емісійнихфотоелементів, фотоелектронних помножувачів, електронно-оптичних перетворювачів, сонячних батарей. Великі перспективи відкриває використання його як палива в йонних ракетних двигунах для космічних польотів, а також для підвищення ефективності роботи плазмових ґенераторів, тобто безпосереднього перетворення теплової енергії в електричну, що здійснюється в магнітогідродинамічних (МГД) ґенераторах і термоелектронних перетворювачах (ТЕП). Все це обумовило швидке зростання його виробництва — з декількох десятків кілограмів до перших десятків тонн. Ц. застосовують також у виробництві газових лазерів
Застосування