ცეზიუმი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ცეზიუმი / Caesium (Cs)
ელემენტის რიგითი ნომერი 55
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება
ცეზიუმი ამპულაში
ძალიან რბილი წელვადი ვერცხლისფერ-ყვითელი, ჰგავს ოქროს
ლითონი.
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
132.90543 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 267 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
375.5(3.89) კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 6s1
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 235 პმ
იონური რადიუსი (+1e)167 პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
0,79
ელექტროდული პოტენციალი 0
ჟანგვის ხარისხი 1
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე 1,873 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 32.21 /(·მოლი)
თბოგამტარობა 35.9 ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 301.6
დნობის სითბო 2.09 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 951.6
აორთქლების სითბო 68.3 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა 70,0 სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა კუბური მოცულობაცენტრირებული
მესრის პერიოდი 6,140A Å
შეფარდება n/
დებაის ტემპერატურა 39,2


Cs 55
132,90543
[Xe] 6s1
ცეზიუმი
ცეზიუმის ატომის სქემა

ცეზიუმი (Cs) — ქიმიური ელემენტი. ატომური ნომერი Z=55, ატომური მასა 132,91, ჟანგვის ხარისხი +1, ბუნებრივი იზოტოპის მასური რიცხვი 133.

ცეზიუმის ატომის ელექტრონული ფორმულა იქნება 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s1.

ცეზიუმი პირველი ელემენტია, რომელიც აღმოჩენილ იქნა სპექტრული ანალიზის მეთოდით 1860 წელს გერმანიაში, გუსტავ კირხჰოფისა და რობერტ ბუნზენის მიერ, მინერალების ანალიზის დროს. სახელწოდება „ცეზიუმი“ მიიღო სპექტრის ლურჯი ფერის შესატყვისად. მეტალური ცეზიუმი 1882 წელს მიიღო სეტობერგმა ცეზიუმისა და ბარიუმის ნალღობის ელექტროლიზით. ბუნებაში ცეზიუნი გვხვდება ძლიერ განბნეული ელემენტის სახით. დედამიწის ქერქში მისი რაოდენობა არ აღემატება 1,0.10-3 წონით პროცენტს. მცირე რაოდენობით მას პოულობენ კალიუმისა და რადიუმის შემცველ სილაკატებში და ალუმოსილიკატებში.

მინერალი პოლუციტი

ელემენტური ცეზიუმის მისაღებად პოლუციტს ამუშავებენ ფტორწყალბადმჟავათი ადუღებენ, ტუტე ლითონები (K,Rb,Cs) გადადიან ხსნადი მარილების - ფტორიდის მდგომარეობაში, მიღებულ ნარევს უმატებენ (NH4)2CO3 და ნარევს გამოწვავენ. ნალღობში რჩება CS2CO3, რომელიც მინარევის სახით შეიცავს K2CO3 და Rb2CO3. მათი ერთმანეთისაგან დასაცილებლად მასას გახსნიან სპირტში, რომელიც ხსნის მხოლოდ Cs2Co3, აორთქლებენ და მიიღებენ ცეზიუმის კარბონატს, რომელიც შეიძლება გადაყვანილ იქნეს ნებისმიერი მარილის მდგომარეობაში. ცეზიუმის მისაღებად მის ნაერთებს: ოქსიდს, ჰიდროქსიდს, ქლორიდს, ბრომიდს აღადგენენ ძლიერი აღმდგენელებით ან კიდევ ახდენენ მისი მარილის (ქლორიდის)ნალღობის ელექტროლიზს

2CsCl+Ca=2Cs+CaCl2
2CsOH+2Mg=2Cs+2MgO+H2(900 °C)
Cs2CO3+2Mg=2Cs+2MgO+CO

აღდგენას აწარმოებენ ფოლადის მილში.

მეტალური ცეზიუმის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

ის თეთრი ფერის ცენტრირებული კუბური მესერის მქონე ნივთიერებაა, d=1,87გ/სმ³, ტუტე მეტელებიდან ყველაზე რბილი ლითონია, t=28,45 °C.სუსტად პარამაგნიტურია, მასზე სინათლის მოქმედებით გამიოყოფა ელექტრონების ნაკადი. ცნობილია ცეზიუმის შენადნობები ნატრიუმთან, კალიუმთან, რუბიდიუმთან, ანთიმონთან და სხვა მეტალებთან. ცეზიუმი ყველა ელემენტზე ელექტროდადებითი ელემენტია. ის ძალიან ადვილად უერთდება ჟანგბადს, ამიტომაც მას ინახავენ ვაკუუმირებული მინის მილებში. ჰაერში ცეზიუმი აალებით იწვის, ის ადვილად უერთდება ჰალოგენებს, ფოსფორს, გოგირდს და სხვა ელემენტებს. აღსანიშნავია, რომ ცეზიუმის ორთქლი 300° ტემპერატურაზე მინიდან აძევებს ელემენტ სილიციუმს თავისუფალ მდგომარეობაში. ის ენერგიულად შლის წყალს.

რობერტ ბუნზენი

ქიმიური ნაერთები[რედაქტირება]

  • ცეზიუმის ჰიდრიდი CsH- მიიღება წყალბადის ატმოსფეროში ცეზიუმის 400 °C-მდე გახურებისას, ის მიიღება Cs2O-ის ზედაპირზე წყალბადის ნაკადის გატარებით 150°-ზე.
Cs2O+2H2=2CsH+H2O

CsH - თეთრი ფერის კრისტალური კუბური ფორმის ნივთიერებაა.

Cs+1/2O2=Cs2O+82,1 კკალ/მოლი Cs2O - მეწამური ფერის კრისტალური ნივთიერებაა, 250 გრადუსზე შავი ფერისაა, ხოლო 180-ზე ყვითელია. Cs2O-გაცხელებით იშლება, მიიღება მეტალური ცეზიუმი და მისი ზეჟანგი:

2Cs2O=Cs2O2+2Cs

ცეზიუმის მეტზეჟანგი CsO2 ან Cs2O4 მიიღება მეტალური ცეზიუმის ჭარბი რაოდებიბით მშრალ ჟანგბადში გაცხელებით. CsO2 ყვითელი ფერის კრისტალური ნივთიერებაა, d=3.7 გ/სმ3. tლღ=512 გრადუსს. ძლიერი მჟანგავია.

Cs2SO4+Ba(OH)2=BaSO4+2CsOH

ღებულობენ აგრეთვე ცეზიუმის კარბონატის კონცენტრირებული ხსნარის ელექტროლიზით, სადაც კათოდად გამოყენებულია ვერცხლისწყლის ელექტროდი, ხოლო ანოდად პლატინის ელექტროდი, ან კიდევ ცეზიუმის ქლორიდის კონცენტრირებული ხსნარის ელექტროლიზით, სადაც კათოდად გამოყენებულია ვერცხლისწყლის ელექტროდი, ანოდად კი-გრაფიტი. ცეზიუმის ჰიდროქსიდის წყალხსნარის 400 გრადუსამდე ვაკუუმში აორთქლებით მიიღება უწყლო CsOH, რომელიც თეთრი ფერის ძლიერი ჰიგროსკოპიული ნივთიერებაა. მისი d=3.65გ/სმ3 tლღ=272,3გრადუსს, ქროლდება დაუშლელად. ყველაზე ძლიერი ტუტეა, მჟავეებთან მოქმედებით მიიღება შესატყვისი მარილები.

  • ცეზიუმის ფტორიდი CsF - მიიღება ცეზიუმის ქლორიდზე ამონიუმის ფტორიდის მოქმედებით, ნეიტრალიზაციის რეაქციით, ელემენტური ცეზიუმის ფტორთან მოქმედებით და სხვა.

CsF კუბური მესერის მქონე თეთრი ნივთიერებაა, იონთაშორისი მანძილი r=3.1, A, d=3,59გ/სმ3, tლღ=684 გრადუსს, tდუღ=1251 გრადუსს, კარგად იხსნება წყალში და ცუდად სპირტში.

  • ცეზიუმის ქლორიდი CsCl - ბუნებაში გვხვდება კალიუმისა და რუბიდიუმის მარილებთან ერთად, მიიღება მარილების მიღების მრავალი ხერხით. ის უფრო კუბური მესერით ხასიათდება. რიგი მეტალების ქლორიდებთან წარმოქმნის ძნელად ხსნად ორმაგ და კომპლექსურ მარილებს, CsSbCl4, Cs2[PtCl6]. ამ თვისებების გამო მას იყენებენ ამ ელემენტების მიკროანალიზური მეთოდით განსაზღვრისათვის, გარდა ამისა, ის გამოიყემება მეტალური ცეზიუმის მისაღებად.
  • ცეზიუმის ბრომიდი CsBr - წარმოადგენს ხსნად, კუბური ფორმის კრისტალებს. ცნობილია ცეზიუმის პოლიბრომიდი СsBr3 და CsBr5.
  • ცეზიუმის იოდიდი CsI - ღებულობენ რეაქციით:
Cs2CO3+2HI=2CsI+CO2+H2O

ცნობილია ცეზიუმის პოლიოდიდები და შერეული ჰალოგენნაერთები. CsI3, CsI5. CsICl2 და CsICl4 ჟოლოს ფერის კრისტალებია.

  • ცეზიუმის სულფიდი Cs2S - ღებულობენ ცეზიუმის სულფატის აღდგენით. ის მიიღება აგრეთვე ცეზიუმის ჭარბი რაოდენობით გოგირდთან გაცხელებით:
2Cs+S=Cs2S+87კკალ/მოლი

Cs2S თეთრი ფერის კრისტალური ნივთიერებაა, გადაიდნება დაუშლელად, ცნობილია ცეზიუმის პლისულფიდები, როგორიცაა: Cs2S2, Cs2S3, Cs2S4 და Cs2S5. პოლისულფიდები შეფერილია ყვითლად, იასამნისა და წითელ ფერებად.

Cs2SO4-კარგად იხსნება წყალში და სპირტში. მისი სიმკვრივე d=4,24გ/სმ3, tლღ=1010გრადუსს, ცნობილია ცეზიუმის მჟავასულფატი CsHSO4. ის კრისტალური ნივთიერებაა, d=3,35გ/სმ3 tლღ=150-200გრადუსს.

ცეზიუმი

გამოყენება[რედაქტირება]

ფოტოელემენტები[რედაქტირება]

ელექტრონის უკიდურესად დაბალ გამოსვლის მუშაობის გამო, ცეზიუმი გამოიყენება მაღალმგრძნობიარე და დაბალინერციული ფოტოელექტრონული ხელსაწყოების -ფოტოელემენტების წარმოებისათვის. ფოტოელემენტებში ცეზიუმი გამოიყენება შენადნობის სახით: კალციუმთან, ბარიუმთან, ალუმინთან, ან ვერცხლთან. ასეთი ფოტოელემენტები ფართო დიაპაზონის ტალღებზე მუშაობენ: გრძელი ულტრაიისფერიდან, მოკლე ინფრაწითელამდე, ელექტრომაგნიტური გამოსხივებაში.

დამუხტული ნაწილაკების მრიცხველი[რედაქტირება]

ცეზიუმის იოდიდი მონოკრისტალის სახით, წარმოადგენს მეტად მგრძნობიარე და მნიშვნელოვან ელემენტს გამოსხივების რეგისტრაციის დარგში (ამისათვის ის აქტივირდება თალიუმით). ნაწილაკების დეტექტორები მასზე დაყრდნობით გამოიყენება ატომურ ტექნიკაში, გეოლოგიაში, მედიცინაში, კოსმოსში. მაგალითად მარსის ზედაპირის ელემენტური შემადგენლობის განსაზღვრა მოხდა გამა სპექტომეტრის მიერ CsI (Tl) საფუძველზე, რომელიც კოსმოსურ ორბიტალურ აპარატზე «Марс-5»=ზეა დამონტაჟებული.

ოპტიკა[რედაქტირება]

ცეზიუმის ბრომიდი და იოდიდი გამოიყენება როგორც ოპტიკური საშუალება, სპეციალუს ოპტიკაში — ინფრაწითელ ხელსაწყოებში, სათვალეებში და ღამის ხედვის ბინოკლებში, სამიზნეში, ტექნიკისა და ცოცხალი ძალის აღმოჩენისთვის (კოსმოსიდანაც კი).

სინათლის წყაროები[რედაქტირება]

ელექტროტექნიკაში ცეზიუმისაგან ამზადებენ ნათურის მილაკებს, სადაც ცირკონიუმისა და კალის ნაერთის სახითაა (მეტაცირკონატები და ცეზიუმის ორთოსტანატი). ასევე მეტალოჰალოდენურ ნათურებში.

კატალიზატორი[რედაქტირება]

ცეზიუმი ფართოდ გამოიყენება ქიმიაში როგორც კატალიზატორი (ორგანული და არაორგანული სინთეზი). გამოიყენება ამიაკის, გოგირდმჟავას ბუთილის სპირტის, ჭიანჭველმჟავას მისაღებად. დიდი მნიშვნელობა აქვს რუთენიუმ-ცეზიუმ-ნახშირბადიან კატალიზატორს. მთელ რიგ კატალიზატორებში ის რუბიდიუმთან ერთად გამოიყენება.

დენის ქიმიური წყარო[რედაქტირება]

ცეზიუმის საფუძველზეა შექმნილი მაღალეფექტური მყარი ელექტროლიტი აკუმულატორებისათვის (ცეზიუმის ალუმინატი).

იზოტოპი[რედაქტირება]

რადიოაქტიული ნუკლიდი ცეზიუმი-137 განიცდის ბეტა-დაშლას ([[ნახევრად დაშლის პერიოდი 30,17 წ. დაშლის პროდუქტები ბარიუმი-137 და ბარიუმი-137m) გამოიყენება გამა-დეფექტოსკოპიაში, საზომ ტექნიკაში და საკვების სტერილიზაციის დროს, ასევე მედიცინის პრეპარატებისა და წამლების სტერილიზაციის დროსაც. ავქმედებიანი სიმსივნეების მკურნალობისათვის. ცეზიუმ-137 გმოიყენება ნუკლიდი ცეზიუმი-133 გამოიყენება ატომურ საათებში.

მედიცინა[რედაქტირება]

ცზიუმის საფუძველზე შექმნილია სამკურნალო საშუალებები წყლულების, დიფთერიის, შეზოფრენიის სამკურნალოდ.

ენერგრტიკა და კოსმოსი[რედაქტირება]

ცეზიუმის პლაზმა წარმოადგენს ემნიშვნელოვანეს და აუცილებელ კომპონენტს МГД-გენერატორებში, მაღალი მ.ქ.კ. 65—70 %. ცეზიუმის იონიზირებული წყვილები საუკეთესო მუშა სხეულებია იონურ ძრავებში -კოსმოსში. ცეზიუმისა და ბარიუმის შენადნობი საუკეთესოა ყველა ცნობილ მატერიებს შორის.

ელექტროდების წარმოება[რედაქტირება]

ფართოდ გამოიყენება ვოლფრამთან ერთად მძლავრი ნათურების ელექტროდების და ალუმინის, მაგნიუმის, ტიტანის, უჟანგავი ფოლადის შედუღებებისათის გამოსაყენებელ ელექტროდებში.

  • ცეზიუმი გამოიყენება მეტალურგიაში მაგნიუმის კოროზიისა და სიმტკიცის ასამაღლებლად.
  • ლაზერების წარმოებაში.
  • თერმოელექტრონულ ნაერთებში
  • მიკროელექტრონიკის ოპტიკურ მეტერიებში
  • პიეზოელექტრულ მაერთებში
  • ატომურ-წყალბადურ ენერგეტიკაში
  • მფრინავი საშუალებების დასაცავად

მისი რეაქტივები გამოიყენება რაოდენობრივ მიკროანალიზში, ინდიუმის Cs[JnCl6],ტყვიის Cs2Pb[Cu(NO2)6], ბისმუტის Cs2BiCl5*2H2O და მეტალების რაოდენობრივ განსაზღვრისას.