铯 (Cs)
原子序数 | 55 | 英文名 | Caesium |
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所属分类 | 碱金属 | 原子量 | 132.905 u |
熔点 | 28.44 °C | 沸点 | 671 °C |
能级 | 2, 8, 18, 18, 8, 1 | 电负性 | 0.79 |
电子亲和能 | 45.5 kJ/mol | 半径(计算法) | 298 pm |
电离能 |
第1电离能: 375.7 kJ/mol
第2电离能: 2234.3 kJ/mol
第3电离能: 3400 kJ/mol
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密度(常规) | 1879 kg/m³ | 硬度(布式) | 0.14 MPa |
体积模量 | 1.6 GPa | 导热率 | 36 W/mK |
宇宙存量百分比 | 8.0E-8 % |
铯,化学符号Cs,原子序数为55,是碱金属家族的一员,具备独特的物理和化学性质。作为一种银白色的金属,铯具有极低的熔点(28.5℃)和沸点(678℃),在非放射性元素中,铯的密度最大,质地柔软且易于切割。化学上,铯表现出高度的活泼性,容易与氧气和水分发生剧烈反应,生成铯氧化物和氢氧化铯,并且在室温下能够快速地溶解于水,形成碱性溶液。 铯因其独特的电离能特性以及某些同位素的长寿命优势,在多个高精度科学领域有着重要应用。例如,铯被用来制作极其精确的原子钟,服务于核磁共振(NMR)技术及质谱仪等精密测量和时间标准装置。此外,铯化合物如铯铂氰化物在光学器件制造和电池正极材料中也扮演着关键角色。值得注意的是,基于铯对X射线的高度敏感性,其化合物在医学影像学中,特别是在放射线透视设备中具有广泛应用价值。 铯的获取主要通过与铯矿石如庚石矿进行复杂的矿石学处理,采用电解方法或铵铯盐热分解技术来提取纯铯。然而,铯的安全处理至关重要,由于其强烈的碱金属还原性,遇水会发生剧烈反应释放出氢气并可能引发燃烧,操作铯时必须极为谨慎,避免直接接触皮肤、吸入粉尘或误吞食。同时,铯化合物具有毒性,要求在操作过程中穿戴适当的个人防护装备,如防护眼镜、手套和专用防护服等。此外,铯化合物对环境存在潜在污染风险,废弃物料需按照规定程序妥善处理和处置。 总之,铯是一种极具挑战性和重要性的化学元素,虽然在诸多科技领域展现出了不可替代的价值,但在实际操作使用中必须严格遵守安全规定和环保要求。
电子排布 | [Xe] 6s1 2,8,18,18,8,1 |
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发现 | 罗伯特·威廉·本生和古斯塔夫·基尔霍夫(1860年) |
分离 | 卡尔·赛特贝格(1882年) |
物态 | 固体 |
密度 | (接近室温) 1.93 g·cm−3 |
临界点 | 1938 K,9.4 MPa |
熔化热 | 2.09 kJ·mol−1 |
汽化热 | 63.9 kJ·mol−1 |
比热容 | 32.210 J·mol−1·K−1 |
氧化态 | -1、+1 (强碱性) |
电负性 | 0.79(鲍林标度) |
原子半径 | 265 pm |
共价半径 | 244±11 pm |
范德华半径 | 343 pm |
晶体结构 | 体心立方 |
磁序 | 顺磁性 |
电阻率 | (20 °C)205 n Ω·m |
膨胀系数 | (25 °C)97 µm·m−1·K−1 |
杨氏模量 | 1.7 GPa |
体积模量 | 1.6 GPa |
莫氏硬度 | 0.2 |
布氏硬度 | 0.14 MPa |
元素列表
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