Cesium

Cesium er et grunnstoff med kjemisk symbol Cs og atomnummer 55. Atommassen er 132,9 u.

Cesium
Basisdata
Navn		Cesium
Symbol		Cs
Atomnummer		55
Utseende		sølvhvit glinsende
Plass i periodesystemet
Gruppe		1
Periode		6
Blokk		s
Kjemisk serie		alkalimetall
Atomegenskaper
Atomvekt		132,9054 u
Empirisk atomradius		265 pm
Kalkulert atomradius		298 pm
Kovalent atomradius		225 pm
Elektronkonfigurasjon		[Xe] 6s1
Elektroner per energinivå		2, 8, 18, 18, 8, 1
Oksidasjonstilstander		+1
Krystallstruktur		kubisk romsentrert
Fysiske egenskaper
Stofftilstand		fast stoff
Smeltepunkt		28,45 °C
Kokepunkt		671 °C
Molart volum		70,94 · 10-6 m³/mol
Tetthet		1 879 kg/m³
Hardhet		0,2 (Mohs skala)
Kritisk temperatur		1 938 K
Kritisk trykk		9,4 MPa
Fordampningsvarme		67,74 kJ/mol
Smeltevarme		2,092 kJ/mol
Damptrykk		1,4 . 10-4 Pa
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen		0,7
Spesifikk varmekapasitet		240 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne		4,89 · 106 S/m
Termisk konduktivitet		36 W/(m · K)
SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi.

Historie

Cesium ble oppdaget i 1860 av de tyske forskerne Robert Bunsen og Gustav Kirchoff ved hjelp av spektroskopi av mineralvann fra Bad Dürkheim i Tyskland. De behandlet 44 000 liter vann og skilte ut flere gram med cesiumsalt for videre analyse. Cesium ble identifisert av stoffets lyseblå spektrallinjer, og var det første grunnstoffet som ble oppdaget ved spektralanalyse. Metallisk cesium ble isolert første gang i 1882 av Carl Setterberg ved elektrolyse av cesiumsalt.

Navnet kommer fra latin caesius som betyr «himmelblå», noe som er avledet av cesiums lyseblå spektrallinjer.

Cesiumatomets elektronskall

Egenskaper

Cesium er et mykt og formbart alkalimetall. Det er sølvfarget med et gyllent skjær, og er det mest reaktive og ustabile grunnstoffet etter fluor. Dette er på grunn av at det kun har ett elektron i det ytterste elektronskallet. Cesium er det nest mest elektropositive og alkaliske av grunnstoffene. Det har også det nest laveste ioniseringspotensialet (etter francium). Cesium, gallium, francium og kvikksølv er de eneste metallene som er flytende nær romtemperatur. Av de stabile grunnstoffene har cesium den største atomradiusen med 274 pm.

Cesium reagerer voldsomt med kaldt vann, og varmeutviklingen vil antenne det frigjorte hydrogenet og forårsake en eksplosjon. Det reagerer også med is i temperaturer ned til -116 °C. Cesiumhydroksid (CsOH) er en meget sterk base, og vil raskt etse gjennom glass. I luft brenner cesium med en blåfiolett flamme. Rent cesium vil angripe glass ved temperaturer over 300 °C, og det har den største termiske utvidelseskoeffisienten av grunnstoffene.

Isotoper

Naturlig forekommende cesium består utelukkende av den stabile isotopen ¹³³Cs. I tillegg er 39 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper kjent. De mest stabile av disse er ¹³⁵Cs med halveringstid 2,3 millioner år, ¹³⁷Cs med halveringstid 30,07 år, og ¹³⁴Cs med halveringstid 2,0648 år. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 14 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.

Isotopen ¹³⁷Cs var ett av avfallsproduktene i «atomskyen» som spredte seg over Europa etter Tsjernobylulykken 26. april 1986.

CAS-nummer: 7440-46-2

Forekomst

Rent cesium i glassampulle

Cesium finnes ikke i ren form naturlig, men opptrer i lepidolitt, pollucitt og i noen andre mineraler. Det er et av de sjeldneste grunnstoffene på jorden. En av verdens viktigste cesiumforekomster ligger ved Bernic Lake i Manitoba, Canada. Det anslås at det her finnes 300 000 tonn pollucitt med gjennomsnittlig 20 % cesium-innhold.

Anvendelse

Cesium brukes i boreslam i oljeindustrien. Det brukes også i fotoceller for infrarødt lys og i nattkikkerter. Isotopen ¹³⁷Cs har vært brukt som strålingskilde til kreftbehandling og i dybdemåling i geofysiske instrumenter. Cesium brukes i ekstremt nøyaktige atomur. Siden 1967 har SI-systemets definisjon av ett sekund vært tiden det tar cesiumisotopen ¹³³Cs å gjøre 9 192 631 770 svingninger (overgangen mellom to energinivåer i isotopens grunntilstand) ved 0 K.