Cesiul este unelement chimic dingrupa metalelor alcaline cu simbolulCs și cunumărul atomic 55. Din punct de vedere fizic,metalul este moale, deculoare argintiu-aurie, cu unpunct de topire de 28 °C (82 °F), aceasta făcându-l unul dintre singurele cinci metale care se pot afla în starelichidă sau într-o stare de trecere dintre starea lichidă și cea solidă la temperatura camerei.[note 1] Cesiul este unmetal alcalin și are proprietăți fizico-chimice asemănătoare cu cele alerubidiului și alepotasiului. Metalul este foarte reactiv șipiroforic, reacționând cuapa la o temperatură de cel puțin −116 °C (−177 °F). Este elementul cu cea mai micăelectronegativitate având unizotop stabil (Cesiu-133). Metalul este extras dinpolucit, în timp ce radioizotopii (în special cesiu-137) sunt separați dincombustibilul nucleat epuizat.
Cesiul a fost descoperit de către doichimiștigermani,Robert Bunsen șiGustav Kirchhoff în anul1860 cu ajutorul liniei sale spectroscopice. Prima utilizare pe scară redusă a elementului a fost cea de "reducător" (saugetter) în tuburi cuvid și în celule fotoelectrice. În1967, perioada specifică de tranziție între cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale ale izotopului cesiu-133 a fost ales de cătreSistemul internațional de unități la baza definirii etalonului pentrusecunda. Încă de atunci, cesiul a fost utilizat, pe scară largă, caoscilator cuantic pentruceasuri atomice.
Din anii1990, cea mai însemnată utilizare a elementului este aceea de substanță de umplutură pentru lichidele de forat folosite pentru a atenua găurirea din timpul forării. Cesiul mai are o gamă largă de aplicații în producereaelectricității, în aparate electronice și închimie. Radioizotopul cesiu-137 are un timp de înjumătățire de aproximativ 30 deani și este folosit înmedicină, măsurători șihidrologie. Deși elementul nu este foarte toxic, este periculos și exploziv, iar izotopii săi prezintă un risc ridicat în caz de scurgere radioactivă.
În1860,Robert Bunsen șiGustav Kirchhoff au descoperit cesiul înapa minerală provenită din Dürkheim,Germania. Datorită liniilor spectroscopice de culoare albastră intensă, cesiul și-a primit numele după cuvântul latincaesius, ce înseamnă albastru-celestin.[note 2][2][3][4] Cesiul a fost primul element descoperit cu ajutorul spectrului, la unan după inventareaspectroscopului.[5]
Pentru a obține o mostră pură de cesiu, 44.000 delitri de apă minerală au fost evaporați, rămânând 240kg de soluție concentrată desăruri. În cele din urmă, cesiul a fost precipitat sub formă de sulfat sau oxalat. După conversia cesiului în azotat și după extracția cuetanol, s-a obținut un amestec cusodiu. Din acest amestec,litiul a fost precipitat cucarbonat de amoniu, iar potasiul, rubidiul și cesiul au format săruri insolubile cu acidul cloroplatinic, însă aceste săruri prezentau diferențe în solubilitate în apa fierbinte. Prin urmare, hexacloroplatinatul de cesiu și rubidiu ((Cs,Rb)2PtCl6) putea fi separat din amestec prin cristalizare fracționată. După reducerea compusului cuhidrogen, cesiul și rubidiul au putut fi separați datorită diferenței de solubilitate a carbonaților săi înalcool. Din toți cei 44.000 de litri de apă minerală, s-a obținut 9,2 grame declorură de rubidiu și 7,3 grame de clorură de cesiu.[3]Cei doi savanți au folosit clorura de cesiu astfel obținută pentru a estimamasa atomică a noului element la 123,35 uam (deși astăzi a fost recalculată la 132,9 uam).[3] Aceștia au încercat să obțină cesiu elementar prinelectroliza clorurii de cesiu în topitură, dar, în loc să obțină ceea ce au dorit, ei au generat o substanță albastră omogenă „ce nu putea fi văzută nici cu ochiul liber, dar nici cu microscopul”; savanții au crezut că au obținut un compus ne-stoichiometric cu formula (Cs 2Cl). De fapt, ei au produs, cel mai probabil, un amestec coloidal de metal și clorură de cesiu.[6] Electroliza soluției apoase de clorură cuanodlichid demercur produce un amalgam ce se descompune rapid sub influențaapei.[3] Metalul pur a fost izolat, în cele din urmă, de cătrechimistulgermanCarl Setterberg în timp ce își pregătea lucrarea de doctorat cuKekulé și Bunsen.[4] În1882, acesta a produs cesiu metalic prin electroliza cianurii de cesiu, iar astfel a fost rezolvată problema clorurii de cesiu.[7]
Din punct de vedere istoric, cele mai importante utilizări ale cesiului au fost în cercetarea științifică și în dezvoltare, mai ales în domeniulchimic. Câteva aplicații ale cesiului existau încă din anii1920, când a început să fie folosit în tuburi cuvid, unde a avut două funcții: ca epurator (înlătura excesul deoxigen de după fabricare) și ca strat deasupra catodului de încălzire, pentru a crește conductivitatea electrică a acestuia. Cesiul nu a fost recunoscut ca un metal cu utilizări industriale înainte de anii1950.[8] Printre aplicațiie cesiului non-radioactiv menționăm aplicațiile în celule fotovoltaice, în tuburi fotomultiplicatoare, în componentele optice ale spectrofotometrelor cu raze infra-roșii, în cataliza unor reacții organice și îngeneratorul magnetohidrodinamic.[9]
Încă din1967,Sistemul internațional de unități a utilizat cesiul pentru a crea etalonulsecundă, definind secunda ca o perioadă de 9.192.631.770 cicluri ale radiației, ce corespund dezintegrării radioactive aatomului de cesiu-133.[10] În urma celei de a 13-a ediție a General Conference on Weights and Measures din1967, secunda a fost denumită (definită) ca „durata a 9.192.631.770 cicluri a luminii cu microunde absorbită sau emisă de către tranzițiile hiperfine ale atomilor de cesiu-133”.
Eșantion de cesiu-133 de mare puritate sub o atmosferă deargon
Cesiul este unmetal foarte moale (are cea mai mică duritate peScara Mohs dintre toate elementele, de 0,2),ductil, de culoare alb-argintie, ce prezintă o tentă argintiu-aurie în prezențaoxigenului.[9][11] Are unpunct de topire de 28,4 °C, devenind astfel unul dintre singurele metale lichide la temperatura camerei, iarmercurul este singurul metal cu temperatura de topire mai mică decât cesiul.[note 3][5] În plus, metalul are și cel mai reduspunct de fierbere, după mercurul, dintre metalele, de 641 °C.[13] Compușii săi au culoarea albastră în timpularderii într-oflacără deschisă.[14]
Cub din acrilic cu cesiu, confecționat în scop educativ
Cesiul formează șialiaje cu alte metale alcaline și cuaurul și amalgamuri chimice cumercurul. La temperaturi sub 650 °C, acesta formează aliaje cucobaltul,fierul,molibdenul,nichelul,platina,tantalul șiwolframul. Poate forma, totodată, și compuși intermetalici fotosensibili custibiul,galiul,indiul șitoriul.[9] Cesiulse poate amesteca cu celălalte metale alcaline (excepțielitiul), iar aliajul cu compoziția 41% cesiu, 47%potasiu și 12%sodiu are cel mai mic punct de topire dintre toate aliajele metalelor, de −78 °C.[5][15] Au mai fost studiate și alte amalgamuri: CsHg2 (ce este de culoare neagră și posedăluciu metalic) și CsHg (ce este galben și posedă tot luciu metalic).[16]
Reacția dintre o infimă cantitate de cesiu șiapă rece este explozivă
Cesiul metalic este foarte reactiv și foarte piroforic. În plus, se aprinde în mod spontan înaer și reacționează cuapa la temperaturi reduse, în urma reacției având loc explozii relativ periculoase.[9] Reacția cu apasolidă poate avea loc la temperaturi mai mici de −116 °C.[5] Din cauza reactivității sale ridicate, este clasificat ca fiind un material periculos și nu poate fi transportat, ca șisodiul, decât în hidrocarburi saturate uscate, ca de exemplu înuleiuri minerale. Mai poate fi păstrat și în atmosferele de gaze inerte, ca cea deargon, sau în fiole din sticlă de borsilicat sigilate cu vid. Când este păstrat în cantități mai mari de 100 grame, cesiul este sigilat în containere dinoțel inoxidabil.[9]Caracteristicile chimice ale cesiului sunt similare cu cele ale metalelor alcaline, dar mai degrabă, acestea se asemănă cu cele alerubidiului, elementul chimic situat deasupra cesiului întabelul periodic al elementelor.[17] Însă, pot apărea mici diferențe între proprietățile chimice datorită masei atomice și a electropozitivității foarte mari.[18] Cesiul este cel mai electropozitiv element cu izotopi stabili.[note 4][5] Ionii de cesiu sunt, de asemenea, grei și mai puțin duri decât al ionilor de metale alcaline.
Cea mai mare parte a compușilor cesiului conțincationul Cs+ ce se poate combina prin legături ionice cu un mare număr deanioni. O excepție notabilă este anionul decesiură (Cs-).[20] Alte câteva excepții sunt suboxizii (vezi secțiunea oxizi).Sărurile ionului Cs+ sunt incolore, deși anionul în sine este colorat. Majoritatea acestora sunt higroscopice, dar acest fenomen este mai puțin prezent decât în cazul sărurilor altor metale alcaline. Fosfatul, acetatul, carbonatul, compușii halogenici, oxidul, azotatul și sulfatul de cesiu sunt solubili înapă.[21] Sărurile duble (adică cele formate din mai mulți cationi și anioni diferiți) sunt adesea greu solubile; însă, această insolubilitate poate avea și aplicații. De exemplu, datorită solubilității scăzute a sulfatului de cesiu șialuminiu, compusul este folosit la purificarea cesiului din minereuri. Sărurile duble custibiu (ca de exemplu,CsSbCl 4),bismut,cadmiu,cupru,fier șiplumb sunt, de asemenea, puțin solubile.[9]
Hidroxidul de cesiu (CsOH) este obază foarte puternică și higroscopică.[17] Compusul poate fi folosit la decapareasemiconductoarelor, cum suntsiliciul șigermaniul.[22] Hidroxidul de cesiu a fost considerat dechimiști ca „cea mai puternică bază”, fapt datorat atracției slabe dintre ionul Cs+ foarte greu și OH– mai ușor.[14] CsOH este într-adevăr cea mai puternicăbază Arrhenius, însă un număr de compuși care nu există în soluții apoase, precumamida de sodiu (NaNH2) șin-butil-litiul (C4H9Li), sunt baze și mai puternice.[17]
Prin reacția unui amestec stoichiometric de cesiu șiaur se formează compusulaurura de cesiu.
Ca toțicationiimetalelor, ionul Cs+ formează compuși complecși în soluțiile bazelor Lewis. Adesea, din cauza greutății sale, Cs+ adoptă numere de coordinare mai mari ca șase, acestea fiind tipice pentru cationii metalelor alcaline ușoare. Această tendință este deja evidențiată înclorura de cesiu (CsCl), unde numărul de coordinare este opt. Moliciunea și numărul de coordinare mare al ionului Cs+ sunt motive principale pentru separarea sa de alți cationi, putând fi folosit la separarea deșeurilor nucleare, unde137Cs+ este separat de K+ ce nu este radioactiv.[23]
Clorura de cesiu (CsCl) cristalizează în sistemul cristalincubic. Cunoscut și sub denumirea de „structura clorurii de cesiu”[18], acest model structural este compus dintr-o rețea cubică cu doiatomi la bază și cu numărul de coordinare opt; atomii declor sunt dispuși deasupra rețelei, la marginea cubului, în timp ce atomii de cesiu stau dispuși în zona centrală a cristalului. Acest model este comun și pentruCsBr șiCsI, dar și pentru mulți alți compuși ce nu conțin cesiu. În contrast, mulți alți compuși halogenați ale metalelor alcaline adoptă structura cubică asării de bucătărie (NaCl).[18] Totuși, structura clorurii de cesiu este cea preferată de cesiu, deoarece Cs+ are o rază atomică 174 pm și Cl- de 181 pm.[24]
Mai des decât celelalte metale alcaline, cesiul poate forma numeroși compuși binari cuoxigenul. De exemplu, când cesiul arde înaer, se formează superoxidul CsO2.[25] Oxidul de cesiu „normal” (Cs2O), la care starea de oxidare este cea obișnuită pentru metalele alcaline (egală cu 1), formeazăcristalehexagonale de culoare galben-portocalie[26] și este singurul oxid de tipul anti-clorură de cadmiu (CdCl2).[27] Oxidul se vaporizează la 250 °C iar la temperaturi mai mari de 400 °C se descompune în cesiu metalic șiperoxid de cesiu (Cs2O2).[28] În afară de superoxidul și trioxidul de cesiu (CsO3),[29][30] au fost studiați și alți suboxizi viu culorați.[31] Printre aceștia se numără Cs7O, Cs4O, Cs11O3 și Cs3O (negru-verzui[32]), CsO, Cs3O2,[33] precum și Cs7O2.[34][35] Cel din urmă poate fi încălzit sub vid pentru a genera Cs2O.[27] Sunt cunoscuți, de asemenea, și compuși ai cesiului cusulful,seleniul șitelurul, dar sunt foarte puțin studiați și nu există date referitoare la aceștia.[9]
În total, se cunosc 39 deizotopi de cesiu ce oscilează între valorile de 112 și 151 înmasa atomică. Câteva dintre aceștia pot fi sintetizați cu ajutorul elementelor mai ușoare; înnatură, aceste reacții au loc și în timpul procedeelor din interiorulstelelor bătrâne,[36] precum și în interiorulsupernovelor.[37] Totuși, singurul izotop stabil este133Cs, ce are 78 deneutroni. Deși acesta are un spin nuclear ridicat (7/2+), studiile rezonanței magnetice nucleare pot fi făcute la o frecvență de rezonanță de 11,7 MHz.[38]
Descompunerea cesiu-137
Izotopul radioactiv135Cs are untimp de înjumătățire de aproximativ 2,3 milioane deani, în timp ce izotopii137Cs și134Cs au un timp de înjumătățire de 30 și respectiv 2 ani.137Cs se descompune în izotopul cu viață scurtă137mBa prin radiații beta, iar cel din urmă ajunge la forma non-radioactivă cunoscută debariu. În acest timp,134Cs se transformă în134Ba în mod direct. Izotopii de cesiu cu numerele de masă 129, 131, 132 și 136 au un timp de înjumătățire cuprins între o zi și două săptămâni, în timp ce alți izotopi au timpuri de înjumătățire cuprinse între o fracțiune desecundă și o secundă. Însă, mai sunt cunoscuți cel puțin 21 de izomeri nucleari metastabili. În afară de134mCs (cu un timp de înjumătățire de doar ooră), toți sunt foarte instabili, cu timpi de jumătățire de aproximativ câteva minute sau chiar mai puțin.[39][40]Izotopul135Cs este unul dintreprodușii de fisiune auraniului ce se poate forma în reactori nucleari.[41] Totuși,produsul de fisiune este redus în majoritatea reactorilor datorită135Xe, o adevărată „otravă” pentruneutroni, și se transformă în136Xe înainte de dezintegrarea ce are ca produs135Cs.[42][43]Datorită descompunerii sale în urma cărora se obține137mBa, izotopul137Cs este un puternic emițător de radiații gama.[44] Timpul său de înjumătățire acesta este principalulprodus de fisiune cu viață medie (un alt exemplu de acest fel este90Sr).[45] De exmplu,137Cs și90Sr generează cea mai mare sursă radioactivă din zonaCernobîlului.[46] Este puțin probabil ca137Cs să poată fi creat prin captură nucleară (datorită ratei de captură mici), iar ca rezultat nu trebuie să fie dezintegrat.[47]Aproape tot cesiul produs prin fisiune nucleară provine prin dezintegrarea beta aprodușilor de fisiune mai bogați înneutroni, printre care se numără șiizotopii iodului șiai xenonului.[48] Din cauza faptului căiodul șixenonul sunt volatili și difuzează prin intermediul combustibilului nuclear și alaerului, cesiul radioactiv este creat, de obicei, la o anumită depărtare de locul fisiunii.[49] Odată cu începutul testăriiarmelor nucleare din jurul anului1945, cantități de137Cs au fost emise înatmosferă, iar acestea au revenit pe suprafațaTerrei prin precipități radioactive.[9]
Cesiul este unelement relativ rar în natură, iar măsurătorile determinate au estimat concentrația sa la aproximativ 3 părți per milion din crustaPământului.[50] Această răspândire îi atribuie cesiului locul 45 între elementele chimice din punctul de vedere al prezenței sale în natură, și locul 36 printremetale. Cu toate acestea, cesiul este mai abundent decât elemente castibiul,cadmiul,staniul șiwolframul, și mult mai abundent decâtmercurul șiargintul, care au o importanță majoră în industrie. Însă, cesiul este cu 30 de ori mai rar decâtrubidiul, cu care împarte proprietăți chimice similare și se află deasupra cesiului în Sistemul Periodic.[9]
Datorită mărimii razei sale ionice, cesiul este unul dintre așa-zisele "elemente incompatibile".[51] În timpul solidificării magmei, cesiul este concentrat în fazălichidă, așa că este printre ultimele cecristalizează. Prin urmare, cele mai mari depozite ale elementului suntpegmatitele. Din cauza faptului că cesiul nu este un substituent așa puternic și nu substituiepotasiul așa de repede cum facerubidiul,mineralele evaporiticesilvină (KCl) șicarnalit (KMgCl3•6H2O) conțin numai 0,002 % cesiu. Cesiul se găsește în puțineminerale. Mici cantități de cesiu pot apărea înberil ((Be 3Al 2(SiO 3) 6), înavogadrit ((K,Cs)BF 4), mai mult de 15 wt% Cs2O înpezotait, Cs(Be2Li)Al2Si6O18), mai mult de 8,4 wt% Cs2O în mineralul rarlondonit ((Cs,K)Al 4Be 4(B,Be) 12O 28), și cantități foarte mici înrodizit.[9] Cel mai important mineral ce conține cesiu estepolucitulCs(AlSi 2O 6), ce se formează în câteva zone cupegmatite din lume, unde poate fi asociat cu minerale conținătoare delitiu, cum ar filepidolitul șipetalitu.[52]
Una dintre cele mai semnificative și bogate surse de concentrare ametalului este Mina Tanco, situată lângă Lacul Bernic dinManitoba,Canada. Se crede că depozitele de aici conțin aproximativ 350.000 tone metrice de minereu de polucit, reprezentând două treimi din rezervele mondiale.[52][53] Deși procentul stoichiometric al cesiului din polucit este 42,6 %, mostrele pure a acestui mineral din Mina Tanco conțin doar 34 % cesiu, iar media este de 24 wt%.[53] Polucitul comercial conține doar 19% cesiu.[54] Depozitele de pegmatite din zona Bikita dinZimbabwe sunt exploatate pentru a scoate la suprafațăpetalitul, însă aici se găsesc și cantități semnificative de polucit. Totodată, cantități notabile de polucit mai sunt extrase și în Deșertul Karibib, dinNamibia.[53] Luând în considerare rata extracției la nivel mondial și a producției de cesiu (de aproximativ 5 spre 10 tone metrice pe an), aceste rezerve se vor termina peste mii de ani.[9]
Exploatarea rezervelor depolucit este un procedeu selectiv și se face la scară redusă, în ciuda principalelor procedee de obținere ametalelor. Minereul este sfărâmat și sortat manual, iar apoi cesiul este extras prin trei metode: asimilarea cuacid, descompunerea alcalină și reducerea directă.[9][55]
În timpul asimilării cu acid,roca este dizolvată cu acizi puternici, printre care se numără șiacidul clorhidric (HCl),acidul sulfuric (H 2SO 4),acidul bromhidric (HBr) șiacidul fluorhidric (HF). Prin reacția cu acidul clorhidric, se produc câteva cloruri, printre care se numără și o clorură dublă insolubile ce precipită sub formă de clorură destibiu și cesiu (Cs 4SbCl 7), ori clorură de cesiu șiiod (Cs 2ICl), sau hexaclorocerat de cesiu (Cs 2(CeCl 6)). După separare, precipitatele pure sunt descompuse, iar, după evaporareaapei existente, se obțineclorura de cesiu. Dacă se folosește metoda cu acid sulfuric, atunci în urma reacției rezultă directalaun de cesiu șialuminiu (CsAl(SO 4) 2•12H 2O).Sulfatul de aluminiu din alaun este convertit prin prăjire cucarbon înoxid de aluminiu insolubil , iar produsul este levigat cuapă pentru a rezulta o soluție deCs 2SO 4.[9]Prăjirea polucitului cucarbonat de calciu șiclorură de calciu produce silicați decalciu insolubili și clorură de cesiu solubilă. Levigarea cuapă sau cuamoniac diluat (NH 4OH) produce osoluție de clorură de cesiu. Această soluție poate fi evaporată pentru a se obține clorura de cesiu. Cesiul ar putea fi produs direct prin reducerea minereurilor cupotasiu,sodiu saucalciu învid, dar această metodă nu este folosită.[9]Majoritatea cesiului aflat în minereuri (sub formă desăruri) este convertit direct în fromatul de cesiu (HCOO−Cs+), ce are anumite aplicații în uleiurile pentru forări. Pentru a suplimenta dezvoltarea pe piață, compania Cabot Corporation a construit o fabrică în1997 la Mina Tanco dinManitoba,Canada, cu o capacitate de 12 000 debarili (1,900 m3) de format de cesiu pe an.[56] Compușii primari comerciali ai cesiului pe scară redusă sunt clorura și azotatul de cesiu.[57]Alternativ, cesiul metalic poate fi obținut prin purificarea compușilor derivați din minereu. Clorura de cesiu și respectiv clorurile halogenilor pot fi reduse la 700-800 °C cu calciu sau cubariu, după care rezultă distilarea cesiului metalic. În același mod, aluminatul, carbonatul și hidroxidul de cesiu pot fi reduși cumagneziu.[9] Totodată, metalul poate fi izolat prinelectrolizacianurii de cesiu (CsCN) întopitură. Cesiul foarte pur mai poate fi obținut prin descompunerea termic la 390 °C a nitrurii de cesiuCsN 3, ce se produce prin reacția dintresulfat de cesiu șinitrură de bariu.[55] În vid, dicromatul de cesiu poate reacționa cuzirconiul formând cesiu metalic pur fără alți produșigazoși.[57]
Cs 2Cr 2O 7 + 2Zr → 2Cs + 2ZrO 2+Cr 2O 3
Prețul cesiului de puritate 99,8% în2009 era de aproximativ 10dolari pegram, însă, prețurile compușilor de cesiu sunt vizibil mai ieftine.[53]
Cea mai modernă și largă utilizare a cesiului non-radioactiv este pentru crearea formatului numit format de cesiu, ce este un ulei de bază pentru forare.[9] Soluțiile apoase de format de cesiu (HCOO–Cs+) — ce pot fi făcute prin reacția dintrehidroxidul de cesiu șiacidul formic — au început să fie folosite ca uleiuri pentru forat încă din preajma anilor1990. Funcția formatului de cesiu folosit ca ulei de forat este de a lubrifia burghiele pentru găurire, pentru a ajuta ca roca să fie taiată mai ușor și de a menține presiunea exercitată din timpul forării sondelor petroliere.[9]Densitatea ridicată a saramurilor ce conțin formatul de cesiu (mai mare de 2,3 g/cm3),[58] în care se pot regăsi și resturi ale altor compuși de cesiu, reduce toxicitatea solidelor cu densitate mare aflate în uleiul de forare. Acest aspect constituie un avantaj din punct de vedere tehnologic, ingineresc și natural. Spre deosebire de majoritatea componenților din lichizii grei, formatul de cesiu nu dăunează mediului natural.[58] Saramurile de format de cesiu pot fi amestecate formații de potasiu și sodiu pentru ca densitatea să scadă, devenind astfel mai ușoare decât apa (1 g/cm3). În plus, acestea sunt biodegradabile și nerecuperabile, dar pot fi reciclate întrucât sunt relativ scumpe (aproximativ 4.000 USD perbaril).[59] Formații alcalini nu sunt periculoși și nu dăunează produsului finit, astfel metalele nu sunt supuse coroziunii.[9]
Generatoarele termoionice cuvapori de cesiu sunt generatoare cu putere slabă ce convertesc energia termică în energie electrică. În tuburile cu vid cu doi electrozi (ce au rolul de convertor), cesiul neutralizează spațiul de încărcare ce se adună în jurulcatodului, iar în aceste fel se îmbunătățeștefluxul de electroni emiși.[60]Cesiul mai este important și pentru proprietățile salefoto-emisive, prin care energia luminii este convertită în curent electric. Mai este folosit și înpanourile solare, deoarece catozii pe bază de cesiu, cum ar fi cel dinK 2CsSb, au otensiune de prag pentru emisiaelectronilor foarte redusă.[61] Prin dispozitivele foto-emisive pe bază de cesiu menționăm aparatele pentrurecunoașterea optică a caracterelor, fotomultiplicatorii și camere video (mai exact, tubul de la acestea).[62][63] În ciuda acestor fapte, elementele precumgermaniul,rubidiul,seleniul,siliciul,telurul și altele pot substitui cesiul din materialele fotosensibile.[9]Cristaleleiodurii de cesiu (CsI),bromurii de cesiu (CsBr) ȘIfluorurii de cesiu (CsF) sunt folosite în scinilatoare pentru exploatarea minieră și pentru cercetarea particulelor fizice, deoarece sunt adaptate pentru detectarea radiațiilor gama și arazelor X. Fiind unelement mai greu, cesiul asigură o bună detectare a acestora. Vaporii de cesiu sunt larg utilizați înmagnetometre.[64] Elementul mai este folosit și ca standard intern în spectrofotometrie.[65] Ca și toate metalele alcaline, cesiul are o oarecare afinitate pentruoxigen și este utilizat ca "getter" (reproducător) în tuburile cu vid.[66] Printre alte utilizări ale metalului mai trebuie menționate aplicațiile înlaserele de mareenergie, în lămpile fluorescente și înredresoarele cu vapori.[9]
Cesiu-137 este un radioizotop comun al cesiului folosit ca sursă de raze gama în industrie. Acesta este avantajos datorită timpului de înjumătățire de aproximativ 30 deani și pentru că poate fi fabricat în urma unui ciclu nuclear, având ca produs de dezintegrare izotopul stabil137Ba. Însă, datorităsolubilității mari înapă, acesta are și dezavantajul de a fi incompatibil cuiradierea produselor alimentare și a consumabilelor medicale.[71] Izotopul a mai fost folosit înagricultură, tratamentulcancerului, lasterilizarea mâncării, la nămolurile pentru epurare și în echipamentul chirurgical.[9][72] Izotopii radioactivi ai cesiului au mai fost folosiți înradioterapie pentru a trata diferite tipuri de cancer,[73] dar apariția unor alternative mai bune, precum și utilizarea clorurii de cesiu solubile în apă, ce crea contaminări, a dus treptat la scoaterea lor din uz.[74][75] Cesiu-137 a fost utilizat în diferite tipuri de măsurare industriale, printre care se numără măsurareaumidității,densității și a grosimii.[76] A fost folosit, de asemenea, în aparatele pentru diagrafie pentru măsurarea densității uneiroci.[77]Izotopul cesiu-137 a mai fost folosit în studiilehidrologice, similare cu cele în care se foloseatritiu, fiind un produs de fisiune nucleară. Odată cu începerea testelor nucleare din1945 (ce au durat până în anii1980), mari cantități ale izotopului au fost eliberate înatmosferă, unde au fost absorbite sub formă desoluție.Cesiu-134 și cesiu-135 au fost utilizați în hidrologie ca măsurători pentru producția de cesiu provenită din industria nucleară. Deși sunt mai puțin răspândiți decât cesiu-133 sau cesiu-137, aceștia au avantajul că pot fi produși numai din surse antropogenice.[78][79]
Proporția doze totale de radiații (înaer) dupăaccidentul nuclear de la Cernobîl, descriind izotopul cesiu-137 ca fiind cea mai mare sursă de radiații la 200 după accident.[80]
Deși riscul intrării în contact cu compuși ai cesiului în cursul vieții este redus pentru majoritateaoamenilor, aceștia sunt relativ toxici datorită asemănării cesiului cupotasiul. Contactul de largă durată cu compușii cesiului poate cauza iritabilitate și spasme, dar astfel de substanțe nu vor fi găsite în natură, iar cesiul nu este un poluant chimic major.[81] Valoarea dozei letale medii aclorurii de cesiu pentru șoareci este 2,3 g per kilogram, ce este simțitor mai mică decât cea pentruclorura de potasiu sauclorura de sodiu.[82]
Cesiul este unul dintre cele mai reactive elemente și este foarte exploziv când reacționează cuapa.Hidrogenulgazos produs în urma reacției este încălzit de cătreenergia termică ce provine din aceasta și poate cauza aprindere și explozie violentă. Această manifestare apare și la celelaltemetale alcaline, dar cesiul este atât de reactiv, încât această reacție are loc chiar și cu apă foarte rece.[9] Metalul este foarte piroforic, și se aprinde spontan în aer producândhidroxid de cesiu și alți oxizi. Hidroxidul său este obază foarte puternică, ce poate coroda chiar șisticla.[13]Izotopii cesiu-134 și cesiu-137 (prezenți și în cantități mici înbiosferă, în locurile unde au avut loc scurgeri radioactive) reprezintă o adevărată povară radioactivă. Cesiul radioactiv nu se acumulează în corp la fel de eficient ca alți produși de fisiune (ca de exempluiodul saustronțiul radioactiv). Ca și în cazul altor metale alcaline, cesiul radioactiv iese din corp relativ repede, prin transpirație șiurină. Totuși, cesiul radioactiv este similarpotasiului și tinde să se acumuleze înțesuturile plantelor, adică înfructe șilegume.[83][84][85] Se mai cunoaște căciupercile ce provin din pădurile contaminate acumulează cesiu radioactiv (cesiu-137) în pălaria lor.[86] Acumularea izotopului cesiu-137 înlacuri a reprezentat prima mare îngrijorare de dupădezastrul de la Cernobîl.[87][88] Experimentele făcute pe câini au arătat că o singură doză de 3,8mCi (140 MBq, 4,1 μg de cesiu-137) per kilogram este letală în trei săptămâni;[89] cantități mai mici pot cauza infertilitate șicancer.[90]Agenția Internațională pentru Energie Atomică a atenționat că materiale radioactive, printre care și cesiu-137, pot fi folosite în dispozitivele de dispersie radiologică, sau în „bombe murdare”.[91]
^Împreună curubidiu (39 °C [102 °F]),franciu (estimat la 27 °C [81 °F]),mercur (−39 °C [−38 °F]), șigaliu (30 °C [86 °F]);bromul este, de asemenea, lichid la temperatura camerei și are un punct de topire de −7.2 °C, 19 °F), dar este unhalogen, nu unmetal.[1]
^Bunsen l-a citat peAulus Gellius:Nostris autem veteribus caesia dicts est quae Graecis, ut Nigidus ait, de colore coeli quasi coelia.
^Elementul radioactiv numitfranciu poate avea un punct de topire mai mic, dar radioactivitatea sa nu permite efectuarea testelor necesare determinării acestuia.[12]
^Franciu poate fi mult mai electropozitic, dar acesta nu a fost studiat exeprimental datorită radioacitvității sale ridicate.[19]
^Setterberg, Carl (). „Ueber die Darstellung von Rubidium- und Cäsiumverbindungen und über die Gewinnung der Metalle selbst”.Justus Liebig's Annalen der Chemie.211: 100–116.doi:10.1002/jlac.18822110105.
^Deiseroth, H. J. (). „Amalgamurile metalelor alcaline”.Progress in Solid State Chemistry.25 (1–2): 73–123.doi:10.1016/S0079-6786(97)81004-7.
^abcdGreenwood, N.N.; Earnshaw, A. ().Chemistry of the Elements. Oxford, UK: Pergamon Press.ISBN0-08-022057-6.
^abcHolleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (). „Vergleichende Übersicht über die Gruppe der Alkalimetalle”.Lehrbuch der Anorganischen Chemie (în German) (ed. 91–100). Walter de Gruyter. pp. 953–955.ISBN3-11-007511-3.Mentenanță CS1: Limbă nerecunoscută (link)
^Moyer, Bruce A.; Birdwell, Joseph F.; Bonnesen, Peter V.; Delmau, Laetitia H. (). „Use of Macrocycles in Nuclear-Waste Cleanup: A Realworld Application of a Calixcrown in Cesium Separation Technology”: 383–405.doi:10.1007/1-4020-3687-6_24..
^abTsai, Khi-Ruey; Harris, P. M.; Lassettre, E. N. (). „The Crystal Structure of Cesium Monoxide”.Journal of Physical Chemistry.60 (3): 338–344.doi:10.1021/j150537a022.
^Vol'nov, I. I.; Matveev, V. V. (). „Synthesis of cesium ozonide through cesium superoxide”.Bulletin of the Academy of Sciences, USSR Division of Chemical Science.12 (6): 1040–1043.doi:10.1007/BF00845494.
^Simon, A. (). „Group 1 and 2 Suboxides and Subnitrides — Metals with Atomic Size Holes and Tunnels”.Coordination Chemistry Reviews.163: 253–270.doi:10.1016/S0010-8545(97)00013-1.
^Tsai, Khi-Ruey; Harris, P. M.; Lassettre, E. N. (). „The Crystal Structure of Tricesium Monoxide”.Journal of Physical Chemistry.60 (3): 345–347.doi:10.1021/j150537a023.
^Okamoto, H. (). „Cs-O (Cesiu-Oxigen)”.Journal of Phase Equilibria and Diffusion.31: 86.doi:10.1007/s11669-009-9636-5.
^Band, A.; Albu-Yaron, A.; Livneh, T.; Cohen, H.; Feldman, Y.; Shimon, L.; Popovitz-Biro, R.; Lyahovitskaya, V.; Tenne, R. (). „Characterization of Oxides of Cesium”.The Journal of Physical Chemistry B.108 (33): 12360–12367.doi:10.1021/jp036432o.
^Brauer, G. (). „Untersuchungen ber das System Csium-Sauerstoff”.Zeitschrift fr anorganische Chemie.255: 101.doi:10.1002/zaac.19472550110.
^Arnett, David ().Supernovae and Nucleosynthesis: An Investigation of the History of Matter, from the Big Bang to the Present. Princeton University Press. p. 527.ISBN0-691-01147-8.
^Goff, C; Matchette, Michael A.; Shabestary, Nahid; Khazaeli, Sadegh (). „Complexation of caesium and rubidium cations with crown ethers in N,N-dimethylformamide”.Polyhedron.15 (21): 3897.doi:10.1016/0277-5387(96)00018-6.
^Brown, F.; Hall, G.R.; Walter, A.J. (). „The half-life of Cs137”.Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry.1 (4–5): 241–247.doi:10.1016/0022-1902(55)80027-9.
^Ohki, Shigeo; Takaki, Naoyuki ().Transmutation of Cesium-135 with Fast Reactors(PDF). Seventh Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation. Jeju, Korea. Arhivat dinoriginal(PDF) la. Accesat în.
^„20 Xenon: A Fission Product Poison”.CANDU Fundamentals(PDF) (Raport). CANDU Owners Group Inc. Arhivat dinoriginal(PDF) la. Accesat în.
^Taylor, V. F.; Evans, R. D.; Cornett, R. J. (). „Preliminary evaluation of 135Cs/137Cs as a forensic tool for identifying source of radioactive contamination”.Journal of Environmental Radioactivity.99 (1): 109–118.doi:10.1016/j.jenvrad.2007.07.006.PMID17869392.
^Ishiwatari, N.; Nagai, H. „Release of xenon-137 and iodine-137 from UO2 pellet by pulse neutron irradiation at NSRR”.Nippon Genshiryoku Gakkaishi.23 (11): 843–850.OSTI5714707.
^abcdenPolyak, Désirée E.„Cesium”(PDF).U.S. Geological Survey. Arhivat dinoriginal(PDF) la 2009-05-08. Accesat în25 martie 2012.Verificați datele pentru:|access-date= (ajutor)
^Norton, J. J. (1973). „Lithium, cesium, and rubidium—The rare alkali metals”. În Brobst, D. A., and Pratt, W. P.United States mineral resources. Paper 820. U.S. Geological Survey Professional. pp. 365–378. Arhivat dinoriginal la 2010-07-21. Accesat în25 martie 2012.Verificați datele pentru:|access-date= (ajutor)Mentenanță CS1: Nume multiple: lista editorilor (link)
^abBurt, R. O. (). „Caesium and cesium compounds”.Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology.5 (ed. 4th). New York: John Wiley & Sons, Inc. pp. 749–764.ISBN978-0-471-48494-3.
^Flatern, Rick (). „Keeping cool in the HPHT environment”.Offshore Engineer (February): 33–37.
^Rasor, Ned S.; Warner, Charles (septembrie 1964). „Correlation of Emission Processes for Adsorbed Alkali Films on Metal Surfaces”.Journal of Applied Physics.35 (9): 2589–2600.Bibcode:1964JAP....35.2589R.doi:10.1063/1.1713806.
^Burt, R. O. (). „Cesium and cesium compounds”.Kirk-Othmer encyclopedia of chemical technology.5 (ed. 4th). New York: John Wiley & Sons. p. 759.ISBN978-0-471-15158-6.
^Gregory K. Friestad, Bruce P. Branchaud, Walter Navarrini, Maurizio Sansotera "Cesium Fluoride" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis 2007, John Wiley & Sons.doi:10.1002/047084289X.rc050.pub2
^Loxton, R., Pope, P., ed. (). „Level and density measurement using non-contact nuclear gauges”.Instrumentation : A Reader. London: Chapman & Hall. pp. 82–85.ISBN978-0-412-53400-3. Accesat în.Mentenanță CS1: Nume multiple: lista editorilor (link)
^Datele luate de laOECD report și dinThe radiochemical Manual (2nd ed.) B.J. Wilson (1966).
^Pinsky, Carl; Bose, Ranjan; Taylor, J. R.; McKee, Jasper; Lapointe, Claude; Birchall, James (). „Cesiul în mamifere:Toxicitate acută, schimbarea organelor și acumularea țesutului”.Journal of Environmental Science and Health, Part A.16 (5): 549– 567.doi:10.1080/10934528109375003.
^Johnson, Garland T.; Lewis, Trent R.; Wagner, D. Wagner (). „Toxicitatea acută a compușilor de cesiu și rubidiu”.Toxicology and Applied Pharmacology.32 (2): 239–245.doi:10.1016/0041-008X(75)90216-1.PMID1154391.
^Nishita, H.; Dixon, D.; Larson, K. H. (). „Acumularea cesiului și potasiului și creșterea semințelor în soluții de nutrienți și diferite soluri”.Plant and Soil.17 (2): 221–242.doi:10.1007/BF01376226.
^Avery, S. (). „Soarta cesiului în natură:Distribuția dintre componentele biotice și abiotice în ecosistemele acvatice și terestre”.Journal of Environmental Radioactivity.30 (2): 139–171.doi:10.1016/0265-931X(96)89276-9.
^Salbu, Brit; Østby, Georg; Garmo, Torstein H.; Hove, Knut (). „Availability of caesium isotopes in vegetation estimated from incubation and extraction experiments”.Analyst.117 (3): 487–491.Bibcode:1992Ana...117..487S.doi:10.1039/AN9921700487.PMID1580386.
^M Vinichuk, A F S Taylor, K Rosén, K J Johanson. Acumularea potasiului, rubidiului și a cesiului ((133)Cs și (137)Cs) în diferite fracțiuni de sol și în ciuperci într-o pădure suedeză.Science of the total envrironment 03: 2010DOI: 10.1016/j.scitotenv.2010.02.024
^Smith, Jim T.; Beresford, Nicholas A.Cernobîl: Catastrofa și consecințele. Berlin: Springer.ISBN3-540-23866-2.
^Eremeev, V. N.; Chudinovskikh, T. V.; Batrakov, G. F.; Ivanova, T. M. (). „Izotopii radioactivi ai cesiului în apa și din Marea Neagră”.Physical Oceanography.2 (1): 57–64.doi:10.1007/BF02197418.
^Redman, H. C.; McClellan, R. O.; Jones, R. K.; Boecker, B. B.; Chiffelle, T. L.; Pickrell, J. A.; Rypka, E. W. (). „Toxicitatea 137-CsCl într-un Beagle. Efectele biologice premature”.Radiation Research.50 (3): 629–648.doi:10.2307/3573559.JSTOR3573559.PMID5030090.
