Heading

Ces (Cs), także pisany jako cez – pierwiastek chemiczny z grupy 1 (zwanej także grupą Ia) układu okresowego, grupy metali alkalicznych i pierwszy pierwiastek odkryty spektroskopowo (1860) przez niemieckich naukowców Roberta Bunsena i Gustava Kirchhoffa, którzy nazwali go tak ze względu na unikalne niebieskie linie w jego widmie (łac. caesius, „błękit nieba”).

Quiz Britannica

118 Names and Symbols of the Periodic Table Quiz

Układ okresowy składa się ze 118 pierwiastków. Jak dobrze znasz ich symbole? W tym quizie pokażemy Ci wszystkie 118 symboli chemicznych i będziesz musiał wybrać nazwę pierwiastka chemicznego, który każdy z nich reprezentuje.

Ten srebrzysty metal ze złotym odlewem jest najbardziej reaktywnym i jednym z najbardziej miękkich ze wszystkich metali. Topi się w temperaturze 28,4 °C (83,1 °F), tuż powyżej temperatury pokojowej. Jest o połowę mniejszy od ołowiu i 70 razy większy od srebra. Cez występuje w minimalnych ilościach (7 części na milion) w skorupie ziemskiej w minerałach: pollucycie, rozycie i lepidolicie. Pollucyt (Cs4Al4Si9O26∙H2O) to bogaty w cez minerał przypominający kwarc. Zawiera 40,1 procent cezu w czystej postaci, a nieczyste próbki są zwykle oddzielane metodami ręcznego sortowania do więcej niż 25 procent cezu. Duże złoża pollucite zostały znalezione w Zimbabwe i w litonośnych pegmatytów w Bernic Lake, Manitoba, Kanada. Rhodizite jest rzadkim minerałem występującym w niskich stężeniach w lepidolicie oraz w solankach i złożach solankowych.

Podstawową trudnością związaną z produkcją czystego cezu jest to, że w przyrodzie cez występuje zawsze razem z rubidem, a także jest zmieszany z innymi metalami alkalicznymi. Ponieważ cez i rubid są bardzo podobne pod względem chemicznym, ich rozdzielenie stwarzało wiele problemów przed pojawieniem się metod wymiany jonowej i specyficznych dla jonów czynników kompleksujących, takich jak etery koronowe. Po przygotowaniu czystych soli, jest to proste zadanie, aby przekształcić je w wolny metal.

Ces może być wyizolowany przez elektrolizę stopionej mieszaniny cyjanku cezu i cyjanku baru, a także innymi metodami, takimi jak redukcja jego soli z metalem sodu, a następnie destylacji frakcyjnej. Cez reaguje wybuchowo z zimną wodą; łatwo łączy się z tlenem, dlatego jest stosowany w rurach próżniowych jako „getter” do usuwania śladów tlenu i innych gazów uwięzionych w rurze po jej zamknięciu. Bardzo czysty, pozbawiony gazu cez, potrzebny jako „pochłaniacz” tlenu w rurach próżniowych, może być wytwarzany w razie potrzeby przez ogrzewanie azydku cezu (CsN3) w próżni. Ponieważ cez jest silnie fotoelektryczny (łatwo traci elektrony pod wpływem światła), jest stosowany w komórkach fotoelektrycznych, lampach fotopowielających, licznikach scyntylacyjnych i spektrofotometrach. Jest on również stosowany w lampach na podczerwień. Ponieważ atom cezu może być jonizowany termicznie, a dodatnio naładowane jony przyspieszane do dużych prędkości, układy cezowe mogłyby zapewnić niezwykle wysokie prędkości wylotowe dla plazmowych silników napędowych do eksploracji głębokiej przestrzeni kosmicznej.

Metal cezu jest produkowany w dość ograniczonych ilościach ze względu na jego stosunkowo wysoki koszt. Cez ma zastosowanie w termionowych konwerterach mocy, które generują energię elektryczną bezpośrednio w reaktorach jądrowych lub z ciepła wytwarzanego przez rozpad promieniotwórczy. Innym potencjalnym zastosowaniem metalu cezu jest w produkcji niskotopliwego stopu eutektycznego NaKCs.

Cez atomowy jest zatrudniony w światowym standardzie czasu, zegar cezowy. Spektralna linia mikrofalowa emitowana przez izotop cezu-133 ma częstotliwość 9 192 631 770 herców (cykli na sekundę). Stanowi to podstawową jednostkę czasu. Zegary cezowe są tak stabilne i dokładne, że można na nich polegać z dokładnością do 1 sekundy na 1,4 miliona lat. Pierwotne standardowe zegary cezowe, takie jak NIST-F1 w Boulder, Colo, są wielkości płaskiego wagonu kolejowego. Komercyjne wzorce wtórne są wielkości walizki.

Naturalnie występujący cez składa się w całości z niepromieniotwórczego izotopu cezu-133; przygotowano dużą liczbę izotopów promieniotwórczych od cezu-123 do cezu-144. Cez-137 jest przydatny w radiologii medycznej i przemysłowej ze względu na długi okres połowicznego rozpadu wynoszący 30,17 lat. Jednakże, jako główny składnik opadu jądrowego i produkt odpadowy pozostały po produkcji plutonu i innych wzbogaconych paliw jądrowych, stanowi zagrożenie dla środowiska. Usunięcie radioaktywnego cezu ze skażonej gleby w miejscach produkcji broni jądrowej, takich jak Oak Ridge National Laboratory w Oak Ridge w stanie Tennessee oraz należący do Departamentu Energii USA zakład Hanford w Richland w stanie Waszyngton, stanowi poważny wysiłek w zakresie oczyszczania środowiska.

Ces jest trudny w obróbce, ponieważ reaguje spontanicznie w powietrzu. Jeśli próbka metalu ma wystarczająco dużą powierzchnię, może się spalić tworząc nadtlenki. Nadtlenek cezu ma bardziej czerwonawy odcień. Cs2O2 może być utworzony przez utlenianie metalu z wymaganą ilością tlenu, ale inne reakcje cezu z tlenem są znacznie bardziej złożone.

Ces jest najbardziej elektroujemnym i najbardziej zasadowym pierwiastkiem, a zatem łatwiej niż wszystkie inne pierwiastki traci swój pojedynczy elektron walencyjny i tworzy wiązania jonowe z prawie wszystkimi nieorganicznymi i organicznymi anionami. Otrzymano również anion Cs-. Wodorotlenek cezu (CsOH), zawierający anion wodorotlenkowy (OH-), jest najsilniejszą znaną zasadą, atakującą nawet szkło. Niektóre sole cezu są używane do produkcji wód mineralnych. Cez tworzy wiele amalgamatów rtęci. Ze względu na zwiększoną objętość właściwą cezu, w porównaniu z lżejszymi metalami alkalicznymi, istnieje mniejsza tendencja do tworzenia przez niego układów stopowych z innymi metalami.

Rubid i cez są mieszalne we wszystkich proporcjach i mają całkowitą rozpuszczalność w stanie stałym; punkt topnienia osiąga minimum 9 °C (48 °F).