銫元素髮現於1860年，屬鹼金屬元素，位於元素周期表第六周期第IA族（也可稱之為第六周期第1列）。銫，原子序數55，原子量132.90543，元素名來源於拉丁文，原意是“天藍”。1860年德國化學家本生和基爾霍夫在研究礦泉水殘渣的光譜時發現銫，因其光譜上有獨特的藍線而得名。銫在地殼中的含量為百萬分之七，主要礦物為銫榴石。
基本介紹
- 中文名：銫元素
- 英文名：caesium
- 熔點：28.4°C
- 沸點：669.3°C
- 密度：1.8785克/厘米³。
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物質信息
銫，原子序數55，原子量132.90543，元素名來源於拉丁文，原意是“天藍”。1860年德國化學家本生和基爾霍夫在研究礦泉水殘渣的光譜時發現銫，因其光譜上有獨特的藍線而得名。銫在地殼中的含量為百萬分之七，主要礦物為銫榴石。
銫是軟而輕、熔點很低的金屬，純淨的金屬銫呈金黃色；熔點28.4°C，沸點669.3°C，密度1.8785克/立方厘米。
銫的化學性質活潑，銫與水和-116°C的冰反應都很劇烈；碘化銫與三碘化鉍反應能生成難溶的亮紅色復鹽，此反套用來定性和定量測定銫；銫的火焰成紫紅色，可用來檢驗銫。
銫可產生突出的光電效應，極易電離而放出電子，是光電管的主要材料；近年來在離子火箭、磁流體發電機和熱電換能器等方面也有新的套用。
銫是一種化學元素，它的化學符號是Cs，它的原子序數是55，是一種帶銀金色的鹼金屬。
銫色白質軟，熔點低。在空氣中容易氧化。是製造真空件器、光電管等的重要材料，化學上用做催化劑。
總體特性
名稱, 符號, 序號 銫、Cs、55
系列 鹼金屬
族, 周期, 元素分區 1族, 6, s
密度、硬度 1.879 kg/m3、0.2
顏色和外表 銀金色
Image:Cs,55.jpg
地殼含量 6×10-4%
原子屬性
原子量 132.9054519(2) 原子量單位
原子半徑 (計算值) 260（298）pm
共價半徑 225 pm
范德華半徑 無數據
價電子排布 [氙]6s1
電子在每能級的排布 2，8，18，18，8，1
氧化價（氧化物） 1（強鹼性）
晶體結構 體新立方格
物理屬性
物質狀態 固態（順磁性）
熔點 301.59 K（28.44 °C）
沸點 944 K（671 °C）
摩爾體積 70.94×10-6m3/mol
汽化熱 67.74 kJ/mol
熔化熱 2.092 kJ/mol
蒸氣壓 2500 帕（1112K）
聲速 無數據
其他性質
電負性 0.79（鮑林標度）
比熱 240 J/(kg·K)
電導率 4.89×106/(米歐姆)
熱導率 35.9 W/(m·K)
第一電離能 375.7 kJ/mol
第二電離能 2234.3 kJ/mol
第三電離能 3400 kJ/mol
最穩定的同位素
同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量
MeV 衰變產物
133Cs 100 % 穩定
134Cs 人造 2.05年 電子捕獲
β衰變
2.06 134Xe
134Ba
135Cs 微量 2.0×106年 β衰變 2.10 135Ba
137Cs 人造 30.17年 β衰變 1.17 137Ba
元素序號：55
元素符號：Cs
元素名稱：銫
元素原子量：132.9
元素類型：金屬
發現人：本生、基爾霍夫 發現年代：1860年
發現過程
1860年，德國的本生和基爾霍夫，在對礦泉的提取物進行光譜實驗時，發現了銫。
元素描述
銀白色金屬，性軟而輕，具有延展性。密度1.8785克/厘米3。熔點28.40±0.01℃，沸點678.4℃。化合價+1。電離能3.894電子伏特。在鹼金屬中它是最活潑的，能和氧發生劇烈反應，生成多種氧化物的混合物。在潮濕空氣中，氧化的熱量足以使銫熔化並點燃。銫不與氮反應，但在高溫下能與氫反應，生成相當穩定的氫化物。銫和水，甚至和溫度低到-116℃的冰均可發生猛烈反應。與鹵素也可生成穩定的鹵化物，這是由於它的離子半徑大所帶來的特點。銫和有機物也會發生同其他鹼金屬相類似的反應，但它比較活潑。氯化銫是它的主要化合物。
元素來源
自然界中銫鹽存在於礦物中，也有少量氯化銫存在於光鹵石。由氯化銫用鈣還原製取。
元素用途
在光的作用下，銫會放出電子，金屬銫主要用於製造光電管、攝譜儀、閃爍計數器、無線電電子管、軍用紅外信號燈以及各種光學儀器和檢測儀器中。它的化合物用於玻璃和陶瓷的生產，用作二氧化碳淨化裝置中的吸收劑、無線電電子管吸氣劑和微量化學中。在醫藥上銫鹽還可用作服用含砷藥物後的防休克劑。同位素銫-137可用以治療癌症。
元素輔助資料
光譜分析比化學分析靈敏度高，在地殼中含量較少的銫、銣、鉈、銦，在逃過了分析化學家們的手之後，就被光譜分析的關卡逮捕住了。
1860年，本生和基爾霍夫創建光譜分析的這一年，他們用分光鏡在濃縮的杜克海姆礦泉水中發現有一個新的鹼金屬存在。他們在一篇報告中敘述著：“蒸發掉40噸礦泉水，把石灰、鍶土和苦土沉澱後，用碳酸銨除去鋰土，得到的濾液在分光鏡中除顯示出鈉、鉀和鋰的譜線外，還有兩條明亮的藍線，在鍶線附近。現在並無已知的簡單物質能在光譜的這一部分顯現出這兩條藍線。經過研究可以得出結論，必有一未知的簡單物質存在，屬於鹼金屬族。我們建議把這一物質叫做caesium（銫），符號為Cs。命名來自拉丁文caesius，古代人們用它指晴朗天空的藍色。……”
其實早在1846年，德國弗賴貝格（Freiberg）冶金學教授普拉特勒曾經分析了鱗雲母（又稱紅雲母）的礦石時，誤將硫酸銫當成了硫酸鈉和硫酸鉀的混合物了。銫從他手中溜走了。
金屬銫一直到1882年才由德國化學家塞特貝格電解氰化銫（CsCN）和氰化鋇（Ba（CN）2）的混合物獲得。
物理性質
金黃色金屬，性軟而輕，具有延展性。密度1.8785克/厘米3。熔點28.40±0.01℃，沸點678.4℃。化合價+1。電離能3.894電子伏特。在鹼金屬中它是最活潑的，能和氧發生劇烈反應，生成多種氧化物(據《元素化學》介紹至少有7種)的混合物。
在空氣中，氧化的熱量足以使銫熔化並點燃。銫不與氮反應，但在高溫下能與氫反應，生成相當穩定的氫化物。
銫和水，甚至和溫度低到-116℃的冰均可發生猛烈反應。與鹵素也可生成穩定的鹵化物，這是由於它的離子半徑大所帶來的特點。銫和有機物也會發生同其他鹼金屬相類似的反應，但它比較活潑。氯化銫、碳酸銫是它的主要化合物。
化學性質
晶體結構：體心立方晶格。銫在空氣中生成一層灰藍色的氧化銫，不到一分鐘就可以自燃起來，發出深紫紅色的火焰，生成很複雜的銫的氧化物。銫在鹼金屬中是最活潑的，能和氧發生劇烈反應，生成多種銫氧化物。在潮濕空氣中，氧化的熱量足以使銫熔化並燃燒。銫不與氮反應，但在高溫下能與氫反應，生成相當穩定的氫化物。
銫能與水發生劇烈的反應，如果把銫放進盛有水的水槽中，馬上就會爆炸，所以做反應時一定要小心。甚至和溫度低到-116℃的冰均可發生猛烈反應產生氫氣、氫氧化銫，生成的氫氧化銫是無放射性的氫氧化鹼中鹼性最強的。與鹵素也可生成穩定的鹵化物，這是由於它的離子半徑大所帶來的特點。銫和有機物也會發生同其他鹼金屬相類似的反應，但它比較活潑。
銫鹽跟鉀鹽、鈉鹽一樣溶於所有鹽溶液中。（高氯酸鹽不溶）
主要用途
為了探索宇宙，必須有一種嶄新的、飛行速度極快的交通工具。一般的火箭、飛船都達不到這樣的速度，最多只能衝出地月系；只有每小時能飛行十幾萬公里的“離子火箭”才能滿足要求。
前面我們已經說過，銫原子的最外層電子極不穩定，很容易被激發放射出來，變成為帶正電的銫離子，所以是宇宙航行離子火箭發動機理想的“燃料”。銫離子火箭的工作原理是這樣的：發動機開動後，產生大量的銫蒸氣，銫蒸氣經過離化器的“加工”，變成了帶正電的銫離子，接著在磁場的作用下加速到每秒一百五十公里，從噴管噴射出去，同時給離子火箭以強大的推動力，把火箭高度推向前進。
計算表明，用這種銫離子作宇宙火箭的推進劑，單位重量產生的推力要比現在使用的液體或固體燃料高出上百倍。這種銫離子火箭可以在宇宙太空遨遊一二年甚至更久。
