金属铯是什么

铯色白质软，熔点低。在空气中容易氧化。是制造真空件器、光电管等的重要材料，化学上用做催化剂。

元素简介

Cesium

sè

化学元素铯的化学符号是Cs，原子序数是55，为第六周期ⅠA 族s区元素。

自然界中铯盐存在于矿物中，也有少量氯化铯存在于光卤石。由氯化铯用钙还原制取。

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发现过程

1860年，德国的本生和基尔霍夫，在对矿泉的提取物进行光谱实验时，发现了铯。

光谱分析比化学分析灵敏度高，在地壳中含量较少的铯、铷、铊、铟，在逃过了分析化学家们的手之后，就被光谱分析的关卡逮捕住了。

1860年，本生和基尔霍夫创建光谱分析的这一年，他们用分光镜在浓缩的杜克海姆矿泉水中发现有一个新的碱金属存在。他们在一篇报告中叙述着：“蒸发掉40吨矿泉水，把石灰、锶土和苦土沉淀后，用碳酸铵除去锂土，得到的滤液在分光镜中除显示出钠、钾和锂的谱线外，还有两条明亮的蓝线，在锶线附近。现在并无已知的简单物质能在光谱的这一部分显现出这两条蓝线。经过研究可以得出结论，必有一未知的简单物质存在，属于碱金属族。我们建议把这一物质叫做Cesium（铯），符号为Cs。命名来自拉丁文caesius，古代人们用它指晴朗天空的蓝色。……”

其实早在1846年，德国弗赖贝格（Freiberg）冶金学教授普拉特勒曾经分析了鳞云母（又称红云母）的矿石时，误将硫酸铯当成了硫酸钠和硫酸钾的混合物了。铯从他手中溜走了。

金属铯一直到1882年才由德国化学家塞特贝格电解氰化铯和氰化钡的混合物获得。

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总体特性

周期：六

族：ⅠA

分区：s

太阳中含量：0.008 ppm

海水中含量：30000 ppm

地壳中含量：3ppm

原子量：132.9

原子半径：260 pm

共价半径：225 pm

氧化态：+1（主要）-1

电负性： 0.79（鲍林标度）

最稳定的同位素：133Cs

晶胞参数：

a = 614.1 pm

b = 614.1 pm

c = 614.1 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

电离能（kJ /mol）

M - M+ 375.7

M+ - M2+ 2420

M2+ - M3+ 3400

M3+ - M4+ 4400

M4+ - M5+ 6000

M5+ - M6+ 7100

M6+ - M7+ 8300

M7+ - M8+ 11300

M8+ - M9+ 12700

M9+ - M10+ 23700

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物理性质

颜色：银白色（略带金色光泽）密度：1.879g/cm^3　莫氏硬度：0.2　熔点：28.40℃　沸点：678.4℃　比热容：240 J/(kg·K) 电导率：4.89×106/(m·Ω) 热导率：35.9 W/(m·K) 汽化热：67.74 kJ/mol 熔化热：2.092 kJ/mol 蒸气压：2500 Pa（1112K）

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化学性质

摩尔体积：71.07cm^3/mol

晶体结构：体心立方晶格

铯在空气中生成一层灰蓝色的氧化铯，不到一分钟就可以燃烧起来，发出玫瑰色的火焰，生成过氧化铯和超氧化铯。

铯在碱金属中是最活泼的，能和氧发生剧烈反应，生成多种铯氧化物。在潮湿空气中，氧化的热量足以使铯熔化并燃烧。铯不与氮反应，但在高温下能与氢反应，生成相当稳定的氢化物。铯能与水发生剧烈的反应，如果把铯放进盛有水的水槽中，马上就会爆炸，所以做反应时一定要小心。甚至和温度低到-116℃的冰均可发生猛烈反应产生氢气、氢氧化铯，生成的氢氧化铯是氢氧化碱中碱性最强的。与卤素也可生成稳定的卤化物，这是由于它的离子半径大所带来的特点。铯和有机物也会发生同其他碱金属相类似的反应，但它比较活泼。氯化铯是它的主要化合物。

铯盐跟钾盐、钠盐一样溶于所有盐溶液中。（高氯酸盐不溶）

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元素用途

在光的作用下，铯会放出电子，金属铯主要用于制造光电管、摄谱仪、闪烁计数器、无线电电子管、军用红外信号灯以及各种光学仪器和检测仪器中。它的化合物用于玻璃和陶瓷的生产，用作二氧化碳净化装置中的吸收剂、无线电电子管吸气剂和微量化学中。在医药上铯盐还可用作服用含砷药物后的防休克剂。同位素铯-137可用以治疗癌症。

其制作的原子钟准确度极高，每三百万年误差一秒。在国际单位制（SI），一秒现在被制定为：在零磁场下，铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。

最准确的计时仪器

用铯可以做成最准确的计时仪器——原子钟。 铯原子钟一说到钟，你们自然明白这是一种计量时间的工具。人类的生活和生产活动离不开计时，想想看，如果有一天起床后，世界上所有的钟表都不翼而飞了，世界会变成什么样子呢？

过去，人们确定时间都拿地球的自转作为基准。地球是个天然的计时器，它每昼夜绕轴自转一周，寒来暑往，年年如此。人们把地球自转一周所需要的时间定为一天——二十四小时，它的八万六千四百分之一就是一秒，秒的时间单位就是这样来的。

但是，后来人们发现，由于潮汐力等许多因素的影响，地球不是一个非常准确的“时钟”。它的自转速度是不稳定的，时快时慢。虽然这种快慢的差别极小，但累计起来，误差就很大了。

有没有一种更准确的计时仪器呢？

人们开始打破旧的传统习惯，大的一头不行，往小的一头探索。人们发现：铯原子的第六层——即最外层的电子绕着原子核旋转的速度，总是极其精确地在几十亿分之一秒的时间内转完一圈，稳定性比地球绕轴自转高得多。利用铯原子的这个特点，人们制成了一种新型的钟——铯原子钟，规定一秒就是铯原子“振动”9192631770次（即相当于铯原子的最外层电子旋转这么多圈）所需要的时间。这就是“秒”的最新定义。

利用铯原子钟，人们可以十分精确地测量出十亿分之一秒的时间，精确度和稳定性远远地超过世界上以前有过的任何一种表，也超过了许多年来一直以地球自转作基准的天文时间。

人类创造性的劳动得到了收获。大家知道，在我们日常生活里，只要知道年、月、日以至时、分、秒就可以了。但是现代的科学技术却往往需要精确地计量更为短暂的时间，比如毫秒（千分之一秒）、微秒（百万分之一秒）等等。有了像铯原子钟这样一类的钟表，人类就有可能从事更为精细的科学研究和生产实践，比如对原子弹和氢弹的爆炸、火箭和导弹的发射以及宇宙航行等等，实行高度精确的控制，当然也可以用于远程飞行和航海。

在太空中遨游

为了征服宇宙，必须有一种崭新的、飞行速度极快的交通工具。一般的火箭、飞船都达不到这样的速度，最多只能冲出地月系；只有每小时能飞行十几万公里的“离子火箭”才能满足要求。

前面我们已经说过，铯原子的最外层电子极不稳定，很容易被激发放射出来，变成为带正电的铯离子，所以是宇宙航行离子火箭发动机理想的“燃料”。

铯离子火箭的工作原理是这样的：发动机开动后，产生大量的铯蒸气，铯蒸气经过离化器的“加工”，变成了带正电的铯离子，接着在磁场的作用下加速到每秒一百五十公里，从喷管喷射出去，同时给离子火箭以强大的推动力，把火箭高度推向前进。

计算表明，用这种铯离子作宇宙火箭的推进剂，单位重量产生的推力要比现在使用的液体或固体燃料高出上百倍。这种铯离子火箭可以在宇宙太空遨游一二年甚至更久！

日本

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核泄漏中铯的危害

3月29日，在安徽省、广东省、广西壮族自治区和宁夏回族自治区的监测点气溶胶取样中还检测到了极微量的人工放射性核素铯-137和铯-134，其浓度均在10-5贝克/立方米量级及以下。环境中铯-137进入人体后易被吸收，均匀分布于全身；由于铯-137能释放γ射线，很容易在体外测出。进入体内的放射性铯主要滞留在全身软组织中，尤其是肌肉中，在骨和脂肪中浓度较低；较大量放射性铯摄入体内后可引起急、慢性损伤。

铯-137可作为γ辐射源，用于辐射育种、辐照储存食品、医疗器械的杀菌、癌症的治疗以及工业设备的γ探伤等。由于铯源的半衰期较长及其易造成扩散的弱点，故近年来铯-137源已渐被钴-60源所取代

放射性铯及其简要特性

核素 化学

符号 原子

序数 主要放射性

同位素 半衰期 来源 毒性

铯 Cs 55 137Cs 30.0年 人工 中毒

铯的熔点28.5°C

铯，元素符号Cs，原子序数为55，位于第六周期，IA族，其单质是一种淡金黄色的活泼金属，熔点低，在空气中极易被氧化，能与水剧烈反应生成氢气且爆炸。铯在自然界没有单质形态，仅以盐的形式极少的分布于陆地和海洋中。铯是制造真空件器、光电管等的重要材料。放射性核素Cs-137是日本福岛第一核电站泄露出的放射性污染中的一种。

铯位于第六周期的IA族，是银金色的碱金属，非常柔软（它的莫氏硬度是所有元素中最低的），具有延展性。金属铯是没有放射性的，但是金属铯属于危险化学品，属遇湿易燃和自燃物品。使用时应小心。

铯的生物行为与钾相似，食用了含铯-137的生物可溶化合物24小时后，铯–137可被人体充分吸收并结合在细胞内，造成内照射。

铯-137可作为γ辐射源，用于辐射育种、辐照储存食品、医疗器械的杀菌、癌症的治疗以及工业设备的γ探伤等。由于铯源的半衰期较长及其易造成扩散的弱点，故铯-137源已渐被钴-60源所取代。

2011年3月29日，在安徽省、广东省、广西壮族自治区和宁夏回族自治区的监测点气溶胶取样中还检测到了极微量的人工放射性核素铯-137和铯-134，其浓度均在10-5贝克/立方米量级及以下。

环境中铯-137进入人体后易被吸收，均匀分布于全身；由于铯-137能释放γ射线，很容易在体外测出。进入体内的放射性铯主要滞留在全身软组织中，尤其是肌肉中，在骨和脂肪中浓度较低；较大量放射性铯摄入体内后可引起急、慢性损伤。

铯通常以化合物和合金形式用于电子管和光电池中。由于铯很容易电离，它的主要工业用被用作离子火箭发动机、信息产业、核能源、航天技术、荧光材料、光学晶体、医药、催化剂等领域的重要材料。

铯位于第六周期的碱金属（IA）族，是带银金色的碱金属，莫氏硬度0.2，非常柔软（它的莫氏硬度是所有元素中最低的），具有延展性。密度1.8785g/cm3，熔点28.40℃（83.1℉），沸点678.4℃。金属铯是没有放射性的，但是金属铯属于危险化学品，属遇湿易燃和自燃物品。天然存在的铯133是一种稳定同位素，而其他铯同位素则属于放射性。铯的化学性质极为活泼，铯在空气中生成一层灰蓝色的氧化铯，不到一分钟就可以自燃起来，发出深紫红色的火焰，生成很复杂的铯的氧化物。铯在碱金属中是最活泼的，能和氧发生剧烈反应，生成多种铯氧化物。在潮湿空气中，氧化的热量足以使铯熔化并燃烧。铯不与氮反应，但在高温下能与氢化合，生成相当稳定的氢化物。

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