Cesium je měkký, lehký, stříbrnozlatý kov, který lze krájet nožem. Jde o nejměkčí prvek periodické soustavy, který má zároveň druhý nejnižší bod tání i varu ze všech kovů (po rtuti). Na rozdíl odlithia,sodíku adraslíku má spolu srubidiem vyšší hustotu nežvoda. Velmi dobře vedeelektrický proud ateplo. V jeho parách se kromě jednoatomových částic vyskytují i dvouatomové molekuly. Páry mají modrozelenou až zelenošedou barvu. V kapalnémamoniaku se rozpouští na temně modrý roztok. Elementární kovové cesium lze dlouhodobě uchovávat pod vrstvou alifatickýchuhlovodíků jakopetrolej nebonafta, s kterými nereaguje.
Cesium mimořádně rychle až explozivně reaguje s kyslíkem nasuperoxid cesný a s vodou nahydroxid cesný, a v přírodě se s ním proto lze setkat pouze ve formě sloučenin. Cesium se v přírodě vyskytuje pouze v jednom oxidačním stupni a to CsI. Reakce cesia s vodou je natolikexotermní, že unikajícívodík reakčním teplem samovolně explozivně vzplane. Cesium se také za mírného zahřátí slučuje svodíkem nahydrid cesný CsH, s dusíkem nanitrid cesný Cs3N neboazid cesný CsN3. Nepřímo se také slučuje s uhlíkem. Soli cesia barví plamen modře až fialově.
Cesium má 40 známých izotopů snukleonovým číslem od 112 do 151. Některé vznikají ve starých hvězdách z lehčích prvků záchytem pomalých neutronů, případně při výbuchu supernovy. Kromě toho existuje nejméně 21 metastabilníchjaderných izomerů.
Jediným stabilním izotopem je133Cs se 78 neutrony, který se používá v nejpřesnějšíchatomových hodinách a k definici jednotky časusekunda.
Nejdelší poločas rozpadu ze všech izotopů cesia má135Cs, přibližně 2,3 milionu let;137Cs má poločas rozpadu 30 let a134Cs dva roky. Izotopy s nukleonovými čísly 129, 131, 132 a 136 mají poločasy rozpadu v řádu dnů, většina ostatních izotopů má poločasy rozpadu od několika sekund do zlomků sekund.
Izotop135Cs je jedním z produktů štěpení uranu v jaderných reaktorech. Jeho produkce je však snížena tím, že135Xe, ze kterého135Cs vzniká, je silný neutronový jed ("vychytává" volné neutrony), takže se obvykle přemění na stabilní136Xe dříve než dojde k rozpadu na135Cs.
137Cs je jedním z hlavních zdrojů radioaktivity (vedle90Sr) z vyhořelého jaderného paliva po několika letech chlazení, která přetrvává několik set let.
Téměř všechno cesium produkované jaderným štěpením pochází z beta rozpadu původně na neutrony bohatých štěpných produktů, procházejících různými izotopy jódu a xenonu. Protože jód a xenon jsou těkavé a mohou difundovat jaderným palivem a šířit se vzduchem, vzniká radioaktivní cesium často daleko od původního místa štěpení.137Cs je součástí radioaktivního spadu z testů jaderných zbraní v 50. až 80. letech 20. století, může sloužit jako ukazatel pohybu půdy a sedimentů z té doby.
Díky jeho velké reaktivitě se v přírodě vyskytují pouze sloučeniny cesia a to pouze v mocenství Cs+.
Cesium se vyskytuje pouze vzácně jak naZemi tak i vevesmíru. Předpokládá se, žezemská kůra obsahuje 1–7 mg Cs/kg, což odpovídá 2,6 ppm (parts per milion = počet částic na 1 milion částic) a ve výskytu se řadí na stejnou úroveň jakobrom,hafnium auran. Průměrný obsah v mořské vodě je přibližně 0,5 μg/l. Ve vesmíru se předpokládá výskyt 1 atomu cesia na přibližně 100 miliard atomůvodíku.
V minerálech provází cesium obvykle ostatníalkalické kovy. Minerál s největším výskytem cesia se nazývápolucit CsSi2AlO6 nebo i (Cs,Na)2Al2Si4O12.2H2Oa nachází se v drúzách ostrovaElby. Větší výskyt je uváděn v minerálulepidolitu, což je poměrně značně komplikovaný hlinito-křemičitan lithno-draselný KLi2[AlSi3O6](OH,F)2. V tomto minerálu se obsah cesia pohybuje kolem hodnoty 1 %. V malých množstvích (asi okolo 0,015 %) se vyskytuje vkarnalitu KCl·MgCl2·6H2O.
Přídání trošky cesia do studené vody způsobí explozi.
Elementární cesium se průmyslově vyrábíelektrolýzou roztavené směsi 60 %chloridu vápenatého a 40 %chloridu cesného při teplotě 750 °C.Vápník vzniklýelektrolýzou ve sběrné nádobě tuhne, protože jehoteplota tání je vyšší než cesia a tím se od cesia odděluje. Elektrolýza probíhá naželezné katodě agrafitové anodě, na které vzniká plynnýchlor. Tento způsob pro tento kov však není úplně nejlepší. V současné době se vyrábí okolo pěti tun cesia ročně.
Železná katoda 2 Cs+ + 2 e− → 2 Cs
Grafitová anoda 2 Cl− → Cl2 + 2 e−
Lepší je příprava chemickou cestou, zahříváním hydroxidu cesného nebooxidu cesného s kovovýmhořčíkem v prouduvodíku nebo s kovovýmvápníkem ve vakuu. Nejlepší redukovadlo reakce jezirkonium.
Malé množství cesia lze připravit zahříváním chloridu cesného s azidem barnatým za vysokého tlaku.Baryum vzniklé rozklademazidu vytěsňuje z chloridu cesného cesium, které v podobě svých par kondenzuje na chladnějších stěnách nádoby.
Vzhledem ke své mimořádné nestálosti a reaktivitě má kovové cesium jen minimální praktické využití.
Jeho nízkýionizační potenciál dává možnost jeho uplatnění vefotočláncích, sloužících pro přímou přeměnu světelné energie v elektrickou. Zároveň je proto perspektivním médiem proiontové motory, jako pohonné jednotky vesmírných plavidel, dále ke konstrukci elektronek a fotonek (jako jediný kov vyzařuje elektrony při osvětlení světlem všech barev)
Při výroběkatodových trubic, pracujících s nízkotlakou náplníinertního plynu, se užívá cesia jakogetru, tj. látky sloužící k zachycení a odstranění posledních zbytků přimíšených reaktivních plynů.
většina Cs jde ale na přípravu velmi hustých výplachů pro hlubinné vrtání – používá vodný roztok mravenčanu cesného (HCOOCs), který má hustotu až 2,3 g·cm−3
do přístrojů pro noční vidění, ve fotonásobičích elektronů a v televizních přijímačích
izotop137Cs spoločasem přeměny 30,08 let[2] se používá v nedestruktivním zkoušení materiálů a výrobků (defektoskopii) a při ozařování rakovinných nádorů
Hydrid cesný CsH je bílá krystalická látka, které lze využít jako velmi silnéredukční činidlo. Na vzduchu je nestálý, reaguje s kyslíkem i se vzdušnou vlhkostí. Připravuje se reakcí mírně zahřátého kovového cesia ve vodíkové atmosféře.
Superoxid cesný CsO2 je žlutý prášek, na vlhkém vzduchu nestabilní. Lze ho využít jako silného redukčního činidla, které jemnou oxidací odštěpí jedenkyslík a přejde v peroxid cesný a silnější oxidací odštěpí dvakyslíky a přejde v oxid cesný. U cesia jsou známé ioxidy (tzv. suboxidy) se složením Cs7O, Cs4O, Cs7O2, Cs3O, Cs2O a Cs2O3.Superoxid cesný vzniká hořením cesia na vzduchu nebo i za pokojové teploty při jeho samovolné oxidaci vzdušnýmkyslíkem.
Cs + O2 → CsO2
Hydroxid cesný CsOH je bílá krystalická látka, která je na rozdíl od analogických sloučeninsodíku adraslíku málo hygroskopická a je jen velmi omezeně rozpustná ve vodě. Je to velmi silná zásada, která má velmi silné žíravé účinky. Připravuje se reakcí cesia,oxidu cesného,peroxidu cesného nebo superoxidu cesného s vodou nebo elektrolýzou roztoku chloridu cesného či podvojnou záměnou mezi cesnou solí ahydroxidem kovu alkalických zemin.
Cesné soli jsou ve vodě obecně velmi dobře rozpustné a jen několik je nerozpustných, všechny mají bílou barvu, pokud není anion soli barevný (manganistany,chromany). Cesné soli vytváří snadnopodvojné soli, ale velmi nesnadnokomplexy. Ještě před 50 lety[kdy?] nebyly známy žádné komplexy alkalických kovů a uvažovalo se o nich, že nejsou vůbec schopny tvořit komplexy (podobně jako se uvažovalo, ževzácné plyny nejsou schopny tvořit sloučeniny).
Chlorid cesný CsCl je bílá krystalická látka. Chlorid cesný i ostatní cesné halogenidy mají silný sklon k tvorbě polyhalogenidů. Vyrábí se reakcíkyseliny chlorovodíkové s uhličitanem cesným nebo hydroxidem cesným. Ostatní cesné halogenidy nemají praktické využití.
Síran cesný Cs2SO4 je bílá krystalická látka, která se svými vlastnostmi podobásíranu draselnému. Velmi snadno tvoří podvojné sloučeniny, popřípadě smíšené soli. Připravuje se reakcí uhličitanu cesného nebo hydroxidu cesného s kyselinou sírovou.
USGOV.jpg)
