Caesium Metall

Caesium

Mit einem Elektron in der sechsten und äußersten Schale ist Cäsium das elektropositivste aller stabilen Elemente im Periodensystem: Das Metall ist extrem pyrophor, entzündet sich spontan, wenn es mit Luft in Berührung kommt und explodiert heftig in Wasser oder Eis bei jeder Temperatur über -116 ° C. Obwohl Cäsium nur schwach toxisch ist, wird es aufgrund seiner hohen Reaktivität als gefährlich eingestuft und normalerweise in Glasampullen im Vakuum oder unter einem Inertgas wie Argon verpackt. Das schwerste der stabilen Alkalimetalle, Cäsium, hat ein silbrig-goldenes Aussehen, ist duktil und mit 0,2 auf der Mohs-Skala das weichste Element im Periodensystem. Cäsium schmilzt bei 28 ° C und ist damit eines von drei Elementen (die anderen sind Gallium und Quecksilber), die bei oder nahe Raumtemperatur flüssig sind. Quecksilber ist das einzige Element mit einem niedrigeren Schmelzpunkt. Nur eines der bekannten Isotope von Cäsium ist stabil (133Cs), aber mit seinen 39 Isotopen ist es mit Xenon, den beiden Elementen mit der größten Menge an bekannten Isotopen verbunden. Cäsium war auch das erste spektroskopisch entdeckte Element der deutschen Wissenschaftler Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff, die die Technologie im vergangenen Jahr erfunden hatten. Bunsen und Kirchhoff gaben dem neuen Element einen Namen, der auf dem lateinischen Wort Caesius (Himmel oder himmlisches Blau) für die beiden leuchtend blauen Linien in seinem Spektrum basiert.

Cäsium ist das am 45sten häufigste vorkommende Element auf der Erde und kommt in den Mineralien Pollucit, Avogadrit, Pezzottait, Londonit, Rhodizit, Beryll und einigen Kaliumerzen vor. Die primäre kommerzielle Quelle für metallisches Cäsium ist der Abbau von Pollucit, während Cäsium-Radioisotope aus Abfällen von Kernreaktoren hergestellt werden. Sauerstofffreies metallisches Cäsium kann auch durch thermische Zersetzung von Cäsiumazid (CsN3) hergestellt werden. Laboratorien verwenden Cäsiumverbindungen für verschiedene Funktionen der organischen Chemie, wie die Hydrierung organischer Verbindungen oder im Fall von Cäsiumfluorid als Quelle für das Fluoranion. Bei der Röntgenbestrahlung zur Krebsbehandlung wird häufig das radioaktive Isotop Cäsium-137 eingesetzt. In kommerziellen und industriellen Anwendungen können Cäsiumsalze als Katalysatorpromotoren, Glasverstärker, Komponenten von fotoelektrischen Zellen, Kristalle in Szintillationszählern und „Getter“ in Vakuumröhren dienen; Cäsiumformiat-Sole wird üblicherweise beim Ölbohren verwendet, um Bohrer zu schmieren und den Druck aufrechtzuerhalten. Thermionische Energiewandler verwenden einen Dampf von Cäsiumionen, um die Austrittsarbeit der Elektroden zu bestimmen. Frühe Ionenantriebsmotoren für die Weltraumforschung verwendeten Cäsium als Treibmittel, bis Xenon zum Standard wurde. Die genauesten handelsüblichen Atomuhren messen die Zeit mithilfe der Oszillation der 9193 MHz-Hyperfein-Übergangsfrequenz des Cäsium-133-Atoms. Diese Frequenz, die als „Cäsium-Standard“ bezeichnet wird, ist der primäre Zeitstandard für die Definition der Sekunde und für die Datenübertragungsinfrastruktur von Mobilfunknetzen, GPS und dem Internet von entscheidender Bedeutung.