L’elemento chimico cesio è classificato come un metallo alcalino. Fu scoperto nel 1860 da Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff.
Data Zone
| Classificazione: | Il cesio è un metallo alcalino |
| Colore: | giallo/argento |
| Peso atomico: | 132.9055 |
| Stato: | solido |
| Punto di fusione: | 28.4 oC , 301.6 K |
| Punto di ebollizione: | 670 oC, 943.2 K |
| Elettroni: | 55 |
| Protoni: | 55 |
| Neutroni in isotopo più abbondante: | 78 |
| Gusci di elettroni: | 2,8,18,18,8,1 |
| Configurazione degli elettroni: | 6s1 |
| Densità @ 20oC: | 1.873 g/cm3 |
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| Volume atomico: | 71.07 cm3/mol |
| Struttura: | bcc: cubico centrato sul corpo |
| Durezza: | 0,2 mohs |
| Capacità termica specifica | 0,24 J g-1 K-1 |
| Calore di fusione | 2.092 kJ mol-1 |
| Calore di atomizzazione | 76 kJ mol-1 |
| Calore di vaporizzazione | 67.740 kJ mol-1 |
| 1a energia di ionizzazione | 375,7 kJ mol-1 |
| 2a energia di ionizzazione | 2234.3 kJ mol-1 |
| 3a energia di ionizzazione | 3400 kJ mol-1 |
| Affinità degli elettroni | 45.506 kJ mol-1 |
| Numero minimo di ossidazione | 0 |
| Min. numero di ossidazione comune | 0 |
| Massimo numero di ossidazione | 3 |
| Massimo numero di ossidazione comune. | 3 |
| Elettronegatività (Scala Pauling) | 0.79 |
| Volume di polarizzabilità | 59.6 Å3 |
| Reazione con aria | vigorosa, ⇒ Cs2O |
| Reazione con 15 M HNO3 | vigorosa, ⇒ CsNO3 |
| Reazione con 6 M HCl | vigorosa, ⇒ H2, CsCl |
| Reazione con 6 M NaOH | vigorosa, ⇒ H2, CsOH |
| Ossido(i) | Cs2O, CsO2, Cs2O2 |
| Idruro(i) | CsH |
| Cloruro(i) | CsCl |
| Raggio atomico | 260 pm |
| Raggio ionico raggio (1+ ione) | 181 pm |
| Raggio ionico (2+ ione) | – |
| Raggio ionico (3+ ione) | – |
| Raggio ionico (1- ione) | – |
| Raggio ionico (2- ione) | – |
| Raggio ionico (3-ione) | – |
| Conducibilità termica | 35.9 W m-1 K-1 |
| Conducibilità elettrica | 5,3 x 106 S m-1 |
| Punto di congelamento/fusione: | 28,4 oC , 301.6 K |
Cristalli di cesio ad alta purezza sotto argon. Foto di Dennis S.K.
Spettri di emissione della fiamma simili a quelli visti da Bunsen e Kirchoff. Lo spettro superiore è quello del potassio, con la caratteristica linea viola. Per il cesio, le due linee blu cielo mostrano la presenza di un nuovo elemento.
Scoperta del cesio
Il cesio fu il primo elemento scoperto con uno spettroscopio.
Fu scoperto da Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff nel 1860 a Heidelberg, Germania, quando analizzarono lo spettro dell’acqua minerale.
Un anno prima, Bunsen e Kirchhoff avevano sviluppato lo spettroscopio. Il dispositivo era basato su un prisma che separava la luce di una fiamma in un arcobaleno di colori.
In ogni spettro che guardavano, Bunsen e Kirchhoff trovavano linee colorate. Si resero conto che queste linee erano uniche per la sostanza che veniva bruciata.
Studiando lo spettro di un residuo di acqua minerale termale, trovarono una serie di linee colorate dello spettro di emissione che non corrispondevano a nessun elemento conosciuto.
Bunsen e Kirchhoff chiamarono l’elemento cesio, dalla parola latina ‘caesius’ che significa blu cielo, dopo le linee blu che vedevano nello spettro.
L’ortografia latina si riflette ancora nell’inglese britannico dove cesium è scritto ‘caesium.’
Nel 1861 Bunsen e Kirchhoff scoprirono anche il rubidio con lo stesso metodo.
L’orologio atomico al cesio. Preciso a 1 secondo in 300 milioni di anni.
Apparenza e caratteristiche
Effetti nocivi:
Il cesio deve essere tenuto sotto un liquido/gas inerte o sotto vuoto per proteggerlo da aria e acqua. I composti del cesio sono considerati leggermente tossici.
Caratteristiche:
Il cesio è un metallo alcalino argenteo-oro, morbido e duttile. È liquido in una stanza calda, fonde a 28.4 oC (83.1 oF).
Il cesio è uno dei pochi metalli che è liquido vicino alla temperatura ambiente. Gli altri sono gallio, francio e mercurio.
Il cesio è un metallo estremamente reattivo e il più alcalino degli elementi. Reagisce esplosivamente al contatto con l’acqua producendo idrossido di cesio (CsOH), una base estremamente forte che può corrodere rapidamente il vetro.
Usi del cesio
Il cesio è usato negli orologi atomici, che sono incredibilmente precisi. Il NIST-F2, il principale standard americano di tempo e frequenza, è un orologio atomico a fontana di cesio sviluppato nei laboratori del NIST a Boulder, Colorado. Il NIST-F2 contribuisce al gruppo internazionale di orologi atomici che definiscono il Tempo Universale Coordinato (UTC), il tempo mondiale ufficiale. Mentre gli scienziati continuano a migliorare la sua tecnologia, l’incertezza nella misurazione del tempo del NIST-F1 migliora continuamente. Attualmente non guadagna né perde più di un secondo in più di 300 milioni di anni. Vedi anche stronzio.
Il cesio è anche usato nelle cellule fotoelettriche e come catalizzatore nell’idrogenazione dei composti organici. Il metallo è usato come “getter” nei tubi a vuoto.
L’idrossido di cesio è usato per incidere il silicio.
Abbondanza e isotopi
Abbondanza crosta terrestre: 3 parti per milione in peso, 0.5 parti per milione in moli
Abbondanza sistema solare: 8 parti per miliardo in peso, 70 parti per trilione in moli
Costo, puro: $1100 per 100g
Costo, sfuso: $ per 100g
Fonte: Il cesio si trova nei minerali pollucite e lepidolite. Commercialmente, la maggior parte del cesio è prodotto come sottoprodotto della produzione del litio metallico. Più di due terzi delle riserve mondiali di cesio – 110.000 tonnellate – si trovano a Bernic Lake, Manitoba, Canada.
Isotopi: Il cesio ha 36 isotopi di cui si conosce l’emivita, con numeri di massa da 112 a 148. Il cesio naturale consiste del suo unico isotopo stabile, 133Cs.
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"Cesium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 10 Nov. 2014. Web. <https://www.chemicool.com/elements/cesium.html>.