Универсальный Online-справочник
Поиск
 А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | Й | К | Л | М | Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я |
Термины из этой статьи

Щелочные металлы, химические элементы гл. подгруппы I группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева: Li, Na, К, Rb, Cs, Fr. Название получили от гидроокисей Щ. м., названных едкими щелочами…(дальше)

Массовое число, число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре; обозначается буквой A и указывается обычно слева вверху рядом с символом элемента, например 32S означает изотоп серы с A = 32. М…(дальше)

Бунзен (Bunsen) Роберт Вильгельм (31.3.1811, Гёттинген, - 16.8.1899, Гейдельберг), немецкий химик, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1862). С 1838 профессор университета в Марбурге, в…(дальше)

Кирхгоф (Kirchhoff) Густав Роберт (12.3.1824, Кенигсберг,-17.10.1887, Берлин), немецкий физик, член Берлинской АН (1874), член-корреспондент Петербургской АН (1862). В 1846 окончил Кёнигсбергский…(дальше)

Рассеянные элементы, группа химических элементов (Rb, Cd, Cs, Sc, Ga, In, Tl, Ge, Hf, V, Se, Te, Re), встречающихся в природе главным образом в виде примеси в различных минералах и извлекаемых попутно…(дальше)

Редкие металлы, условное название группы металлов (свыше 50), перечень которых дан в таблице. Это металлы, относительно новые в технике или ещё мало используемые и освоенные. Масштабы производства и…(дальше)

Поллуцит, поллукс (по имени Поллукса - одного из двух мифологических близнецов-героев; см. Диоскуры), минерал, водный алюмосиликат состава (Cs, Na) [AISi2O6]=nH2O; содержит 26-32% Cs2O. Характерны…(дальше)

Берилл (от греч. beryllos), минерал из класса силикатов. Химическая формула Al2Be3[Si6O18], однако состав благодаря постоянному наличию щелочей (Na, Cs, Rb), Li, Mn, Fe2+, Fe3+, Cr3+, присутствию воды…(дальше)

Карналлит (от имени нем. геолога Р. Карналля, R. von Carnall, 1804-74), минерал, сложный водный хлорид магния и калия состава KCI. mgcl2.6h2О. Обычны незначительные примеси Вг, Li, Rb, Cs, а также…(дальше)

Изоморфизм (от изо... и греч. morphe - вид, форма), свойство веществ, аналогичных по химическому составу, кристаллизоваться в одинаковых формах. Впервые было показано немецким минералогом Э…(дальше)

Нефелин (франц. nepheline, от греч. nephele - облако), минерал из класса каркасных силикатов. Химический состав KNa3[AISiO4]4. Обычно присутствует избыточное количество Si и примесь Ca, Mg, реже Fe…(дальше)

Фотокатод, катод электровакуумного прибора, эмиттирующий электроны под действием света (см. Фотоэлектронная эмиссия). Для изготовления Ф. обычно используют вещества на основе соединений элементов I…(дальше)

Электронные приборы, приборы для преобразования электромагнитной энергии одного вида в электромагнитную энергию другого вида, осуществляемого посредством взаимодействия электронов (движущихся в…(дальше)

Фотоэлектронная эмиссия, внешний фотоэффект, испускание электронов твёрдыми телами и жидкостями под действием электромагнитного излучения (фотонов) в вакуум или др. среды. Практическое значение в…(дальше)

Магнитогидродинамический генератор, МГД-генератор, энергетическая установка, в которой энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле…(дальше)

Термоэмиссионный преобразователь энергии (ТЭП), термоэлектронный преобразователь энергии, термоионный преобразователь энергии, устройство для непосредственного преобразования тепловой энергии в…(дальше)

Секунда [от лат. secunda divisio - второе деление (первоначально градуса, а затем и часа)], единица времени, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). На 13-й Генеральной…(дальше)

Радиоактивное загрязнение биосферы, попадание радиоактивных веществ (РВ) в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в…(дальше)

Цезий

Цезий (лат. Caesium), Cs, химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 55, атомная масса 132, 9054; серебристо-белый металл, относится к щелочным металлам. В природе встречается в виде стабильного изотопа 133Cs. Из искусственно полученных радиоактивных изотопов с массовыми числами от 123 до 142 наиболее устойчив 137Cs с периодом полураспада T1/2 = 33 г.

Историческая справка. Ц. открыт в 1860 Р. В. Бунзеном и Г. Р. Кирхгофом в водах Дюркхеймского минерального источника (Германия) методом спектрального анализа. Назван Ц. (от лат. caesius — небесно-голубой) по двум ярким линиям в синей части спектра. Металлический Ц. впервые выделил шведский химик К. Сеттерберг в 1882 при электролизе расплавленной смеси CsCN и Ba.

Распространение в природе. Ц. — типичный редкий и рассеянный элемент (см. Рассеянные элементы, Редкие металлы). Среднее содержание Ц. в земной коре (кларк) 3,7×10-4% по массе. В ультраосновных горных породах содержится 1×10-5% Ц., в основных — 1×10-4%. Ц. геохимически тесно связан с гранитной магмой, образуя концентрации в пегматитах вместе с Li, Be, Ta, Nb; в особенности в пегматитах, богатых Na (альбитом) и Li (лепидолитом). Известно 2 крайне редких минерала Ц. — поллуцит и авогадрит (К, Cs) (BF)4; наибольшая концентрация Ц. в поллуците (26—32% Cs2O). Большая часть атомов Ц. изоморфно замещает К и Rb в полевых шпатах и слюдах. Примесь Ц. встречается в берилле, карналлите, вулканическом стекле. Слабое обогащение Ц. установлено в некоторых термальных водах. В целом Ц. — слабый водный мигрант. Основное значение в истории Ц. имеют процессы изоморфизма и сорбции крупных катионов Ц. В геохимическом отношении Ц. близок к Rb и К, отчасти к Ba.

Физические и химические свойства. Ц. — очень мягкий металл; плотность 1,90 г/см3 (20 °С); tпл 28,5 °С; tкип 686 °С. При обычной температуре кристаллизуется в кубической объёмноцентрированной решётке (а = 6,045 ). Атомный радиус 2,60 , ионный радиус Cs+ 1,86 . Удельная теплоёмкость 0,218 кдж/(кг×К)[0,052 кал/(г×оС)]; удельная теплота плавления 15,742 кдж/кг (3,766 кал/г); удельная теплота испарения 610,28 кдж/кг (146,0 кал/г); температурный коэффициент линейного расширения (0—26 °С) 9,7×10-5; коэффициент теплопроводности (28,5°С) 18,42 вт/(м×К) [0,44 кал/(см×сек×°С)]; удельное электросопротивление (20 °С) 0,2 мком×м; температурный коэффициент электросопротивления (0—30 °С) 0,005. Ц. диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость (18 °С) — 0,1×10-6. Динамическая вязкость 0,6299 Мн×сек/м2 (43,4°С), 0,4065 Мн×сек/м2 (140,5 °С). Поверхностное натяжение (62 °С) 6,75×10-2 н/м (67,5 дин/см); сжимаемость (20 °С) 7,05 Мн/м2 (70,5 кгс/см2). Энергия ионизации 3,893 эв; стандартный электродный потенциал — 2,923 в, работа выхода электронов 1,81 эв. Твёрдость по Бринеллю 0,15 Мн/м2 (0,015 кгс/см2). Конфигурация внешних электронов атома Ц. 6s1; в соединениях имеет степень окисления + 1.

Ц. обладает очень высокой реакционной способностью. На воздухе мгновенно воспламеняется с образованием пероксида Cs2O2 и надпероксида CsO2; при недостатке воздуха получается оксид Cs2O; известен также озонид CsO3. С водой, галогенами, углекислым газом, серой, четырёххлористым углеродом Ц. реагирует со взрывом, давая соответственно гидроксид CsOH, галогениды, оксиды, сульфиды, CsCI. С водородом взаимодействует при 200—350 °С и давлении 5—10 Мн/м2 (50—100 кгс/см2), образуя гидрид. Выше 300 °С Ц. разрушает стекло, кварц и др. материалы, а также вызывает коррозию металлов. Ц. при нагревании соединяется с фосфором (Cs2P5), кремнием (CsSi), графитом (C8Cs и C24Cs). При взаимодействии Ц. со щелочными и щёлочноземельными металлами, а также с Hg, Au, Bi и Sb образуются сплавы; с ацетиленом — ацетиленид Cs2C2. Большинство простых солей Ц., особенно CsF, CsCI, Cs2CO3, Cs2SO4, CsH2PO4, хорошо растворимы в воде; малорастворимы CsMnO4, CsClO4 и Cs2Cr2O7. Ц. не принадлежит к числу комплексообразующих элементов, но он входит в состав многих комплексных соединений в качестве катиона внешней среды.

Получение. Ц. получают непосредственно из поллуцита методом вакуумтермического восстановления. В качестве восстановителей используют Ca, Mg, Al и др. металлы.

Различные соединения Ц. также получают путём переработки поллуцита. Сначала руду обогащают (флотацией, ручной рудоразработкой и т.п.), а затем выделенный концентрат разлагают либо кислотами H2SO4, HNO3 и др.), либо спеканием с оксидно-солевыми смесями (например, CaO с CaCI2). Из продуктов разложения поллуцита Ц. осаждают в виде CsAI (SO4)2×12H2O, Cs3[Sb2Cl9] и др. малорастворимых соединений. Далее осадки переводят в растворимые соли (сульфат, хлорид, иодид и др.). Завершающим этапом технологического цикла является получение особо чистых соединений Ц., для чего применяют методы кристаллизации из растворов Cs [l (l)2], Cs3[Bi2l9], Cs2(TeI6] и сорбцию примесей на окисленных активированных углях. Глубокую очистку металлического Ц. производят методом ректификации. Перспективно получение Ц. из отходов от переработки нефелина, некоторых слюд, а также подземных вод при добыче нефти; Ц. извлекают экстракционными и сорбционными методами.

Хранят Ц. либо в ампулах из стекла "пирекс" в атмосфере аргона, либо в стальных герметичных сосудах под слоем обезвоженного вазелинового или парафинового масла.

Применение. Ц. идёт для изготовления фотокатодов (сурьмяно-цезиевых, висмуто-цезиевых, кислородно-серебряно-цезиевых), Электровакуумных фотоэлементов, фотоэлектронных умножителей, электронно-оптических преобразователей (см. Электронные приборы, Фотоэлектронная эмиссия). Перспективно применение "цезиевой плазмы" в ионных ракетных двигателях, Ц. — в магнитогидродинамических генераторах и в термоэмиссионных преобразователях энергии. Изотопы Ц. применяют: 133Cs в квантовых стандартах частоты, 137Cs в радиологии. Резонансная частота энергетического перехода между подуровнями основного состояния 133Cs положена в основу современного определения секунды.

Б. Д. Стёпин.

Цезий в организме. Ц. — постоянный химический микрокомпонент организма растений и животных. Морские водоросли содержат 0,01—0,1 мкг Ц. в 1 г сухого вещества, наземные растения — 0,05—0,2. Животные получают Ц. с водой и пищей. В организме членистоногих около 0,067—0,503 мкг/г Ц., пресмыкающихся — 0,04, млекопитающих — 0,05. Главное депо Ц. в организме млекопитающих — мышцы, сердце, печень; в крови — до 2,8 мкг/л. Ц. относительно малотоксичен; его биологическая роль в организме растений и животных окончательно не раскрыта.

Цезий-137 (137Cs) — бета-гамма-излучающий радиоизотоп Ц.; один из главных компонентов радиоактивного загрязнения биосферы. Содержится в радиоактивных выпадениях, радиоактивных отходах, сбросах заводов, перерабатывающих отходы атомных электростанций. Интенсивно сорбируется почвой и донными отложениями; в воде находится преимущественно в виде ионов. Содержится в растениях и организме животных и человека. Коэффициент накопления 137Cs наиболее высок у пресноводных водорослей и арктических наземных растений, особенно лишайников. В организме животных 137Cs накапливается главным образом в мышцах и печени. Наибольший коэффициент накопления его отмечен у северных оленей и северных американских водоплавающих птиц. В организме человека 137Cs распределён относительно равномерно и не оказывает значительного вредного действия.

Г. Г. Поликарпов.

Лит.: Плющев В. Е., Степин Б. Д., Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия, М., 1970; их же, Аналитическая химия рубидия и цезия, М., 1975; Коган Б. И., Названова В. А., Солодов Н. А., Рубидий и цезий, М., 1971; Моисеев А. А., Рамзаев П. В., Цезий-137 в биосфере, М., 1975; Mattsson S., Radionuclides in lichen, reindeer and man, Lund, 1972.