〇 セシウム のグループ 1 に属する金属元素です。 T美しさ Pエロディック. 銀色の外観を持ち、水と反応し、多くの同位体を持っています。 これらの同位体の一部は放射性であり、半減期は数年から数百万年です。 セシウムの自然発生源は、カナダの特定の地域で大量に発見される鉱物ポルサイトです。
〇 最もよく知られているセシウム同位体は、 セシウム1371987 年にゴイアニアで発生した放射能事故の責任者でした。
放射性セシウム同位体は、動物や人には有毒ですが、正しく取り扱えば、 医療分野、物理学、さらには汚泥の滅菌にも使用できるという利点があります。 食品。
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セシウムについてのまとめ
セシウムは、周期表の第 1 族に属する希少金属元素です。
セシウムは 融合点 比較的低く、28 °C で固体から液体に変化します。
セシウムは水との反応性が高く、容易に酸化されます。 空気.
セシウム 133 は、セシウムの唯一の安定同位体であり、残りの 39 の放射性同位体があります。
セシウムの主な鉱物源はポルサイトで、その抽出鉱山はカナダに集中しています。
セシウムの主な用途は 原子時計、非常に高精度の時間測定機器です。
セシウムは、光電子放出装置や宇宙船の推進システムにも応用されています 油井掘削流体の組成物、医療機器および治療法 薬用。
セシウムの性質
シンボル：Cs。
原子番号： 55.
原子質量: 132.905 u.
電子構成: [Xe] 6s¹。
物理的状態: 固体 (20 °C) と液体 (28 °C)。
融合点: 28.5℃。
沸点： 671℃。
密度：1.93gcm-3.
電気陰性度: 0.79 (ポーリング電気陰性度)。
ケミカルシリーズ: 代表的な要素。
表の場所 Pエロディック: グループ 1、ピリオド 6、ブロック s.
同位体: 133Cs (100%)。
セシウムの特徴
セシウムは 金属 まれに発生する アルカリ金属グループとして知られている、周期表のグループ 1 に属します。 セシウムは銀がかった金色の外観を持ち、柔らかく延性のある金属で、融点は約 28 °C です。 融解温度が比較的低いため、周囲温度によっては、この要素が液体の状態で見つかることがあります。
セシウムは他のアルカリ金属と同じように 水と激しく反応する
反応性が非常に高いため、-116 °C を超える温度では氷と反応することさえあります。 セシウムは大気に触れると酸化しやすい。 この非常に反応的な性質のために、操作の最も一般的な形式は、 窒素、アジ化セシウム (CsN) の形で。 セシウムは、非極性溶媒に浸漬するか、不活性ガスの存在下で金属の形で保存されます。セシウム 39の既知の同位体を持っています. これらのうち、セシウム133（133Cs) は自然に安定しています。 他の人は持っています 原子量 それは 112 から 151 u にまたがり、それらのほとんどは 人生の半分 数分の一秒から数日まで短縮されます。
セシウムの一部の放射性同位体は、自然界に存在します。 核分裂 他の要素の。 放射性同位元素のセシウム 135 (135Cs) は、230 万年規模の長い半減期を持っています。 セシウム137の半減期（137Cs) は約 30 年前のもので、セシウム 134 (134Cs) は 2 年余りです。
で セシウムの物理化学的性質は カリウム からです ルビジウムこの最後の元素は、セシウムを含む鉱石の汚染物質の 1 つです。
周期表では、セシウムは左下端にあり、電気陰性度が最も低い元素です。
化合物水酸化セシウム (CsOH) は、ガラスを攻撃することができる既知の最強の塩基です。 その他のより一般的なセシウム化合物は、硝酸セシウム (CsNO3) と塩化セシウム (CsCl) は、工業的に他の化学製品を得るために使用されます。
セシウム 希少元素と見なされます、地球の地殻で最も豊富な元素の中で 45 番目の位置を占めており、推定量は 2.6 ppm です。 セシウム 有毒で放射性の金属です.
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セシウムはどこにありますか？
〇 セシウムの発生源として知られている主な鉱物はポルサイトです、水和ケイ酸セシウムおよび アルミニウム、その分子式は CsAlSi2〇6. ポルサイトには、5% から 32% の酸化セシウムが含まれています。 レピドライトは、採掘場所によってはセシウムの原料鉱石にもなります。
の地域 lマニトバ州にあるオーグ バーニックは、 カナダ、地球上のセシウムの主な発生源の1つです、世界に存在するすべてのポルサイトの約82％、30万トンの鉱石に相当する量が集中しています。 この地域に現存するポルサイトには、セシウムが約 20% 含まれていると推定されています。
ポルサイトを含む他の埋蔵量があります ザンビア と ナミビア、アフリカ大陸にあります。 セシウムを含む鉱物は、アフガニスタン、中国、イタリア、チベット、チリですでに記録されています。
セシウムを含む他の鉱石はベリル（Be3アル2(SiO3)6)、約 9% セシウム、アボガドライト ((K, Cs) BF4)、さまざまな量のセシウム、および最大 3% のセシウム含有量を含むロジザイト (さまざまな組成の水和アルミニウム、ベリリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸セシウム)。 それでも、経済的にセシウムを抽出できる鉱物はポルサイトだけです。
セシウムの入手
セシウムは 一部の鉱物に含まれる、ポルサイトなど、通常は不純な形で得られます。 天然源から得られるセシウムの主な汚染は、ルビジウム元素の存在によるもので、これら 2 つの種の化学的類似性によるものです。
ザ セシウム抽出 到来 ポルサイトの除去は、主に 3 つの方法で実行できます。: 酸消化、アルカリ消化または直接還元。
酸分解は最もよく使用される方法であり、高温で行われ、臭化水素、塩酸、 硫酸 またはフッ化水素。 この工程では、セシウムと不純物を含む溶液が形成され、加水分解によって精製され、高純度のセシウム塩が得られます。
アルカリ消化では、ミネラルのポルサイトをナトリウム塩またはカルシウム塩の混合物で焙煎します。 得られた固体を水または希アンモニアで洗浄することにより、セシウム塩のより純度の高い溶液が得られます。
直接還元法では、セシウムとルビジウムを含む鉱石を粉砕し、金属ナトリウムの存在下で650℃で加熱することにより、セシウムを単離します。 このプロセスでは、として知られている分離プロセスを受ける金属合金が形成されます。 分別蒸留. 蒸留では、合金の温度が徐々に上昇し、金属の沸点が異なるため、それらを混合物から分離して個別に分離することができます。
金属形態のセシウムは非常に反応性が高いため、 最も一般的にはアジ化セシウムの形で商業化および操作される (CsN3)、約 390 °C に加熱するだけでセシウムを回収できます。 アジ化セシウムは、硫酸セシウム溶液とアジ化バリウムとの反応によって調製されます。
セシウム用途
セシウムは融点が低いため用途が限られているため、非常に特殊な用途があります。
セシウム元素の主な用途の 1 つは、原子時計です。、計時システムに使用される高精度時計です。 このタイプの機器は、 電子 秒の時間単位を定義するために、セシウム原子の基底状態の 2 つの異なるよく知られたレベルの間。 時間を測定するためにこのタイプの遷移を使用するのは、その安定性、つまり原子から原子へと変化せず、時間が経っても摩耗しないという事実によるものです。
![ドイツの研究所にあるセシウム原子の遷移に基づく原子時計。 [1]](/f/b929677c7ce47f86150f2774f63c4f16.jpg)
光電子放出特性のために、セシウムは 光電および太陽電池で使用される、テレビや暗視装置の撮像装置。 この要素は、特殊なレンズや光ファイバーの一部の種類のガラスを構成しています。
化学産業では、セシウムは触媒として使用されます の有機反応において 水素化 および精製方法 石油.
現在、この要素の最も重要な用途の 1 つは、天然ガスおよび石油産業用の掘削流体の組成です。
酸素と結合して、真空管内の廃ガスの除去に使用される化合物を形成します。
セシウム イオンは、分子量が大きいため、宇宙船エンジンのイオン推進システムで使用されます。
放射性同位元素であるセシウム 137 は、放射性物質として医療や産業に応用されています。 ガンマ線.
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セシウムに関する注意事項
セシウムは元素です 水の存在下で非常に反応性が高い、したがって、危険物として分類され、その輸送と保管は他の試薬から分離して実施する必要があります。
セシウムは水と接触すると水酸化セシウムになります。 この化合物は、 ベース ガラスを攻撃することができる非常に強い。
セシウム 健康に非常に有害な放射性同位体を持っている 人間と動物。 〇 137Csは不妊の原因であり、 癌、骨髄および皮膚に損傷を与え、死に至る可能性があります。
セシウムイオンは、カリウムと化学的に類似しているため、 あなたは電話することができます の 生体内のカリウム受容体、いくつかの生物学的機能に関与するメカニズムであるナトリウム - カリウムポンプの機能を阻害します。
セシウム137とゴイアニアの事故
セシウム137 (137Cs) の 1 つです。 放射性同位元素 セシウム元素で、半減期は約30年。 セシウムの同位体として、種 137Cs は同じ数の陽子 (Z = 55) と異なる数の中性子を持っています。 値「137」は、陽子と中性子の合計を表します (55 + 82 = 137)。
〇137Cs は不安定な放射性種です. これは、そのコアがタイプの放射線を放出することを意味します ベータ、化学元素バリウム 137 に変換 (137バ）。 このプロセスは、核反応によって表されます。
\({_{55}^{137}}Cs⟶{_{-1}^{0}}β+{_{56}^{137}}バ\)
によって放出される放射線 137Cs は粒子をイオン化することによって形成されるため、人間の健康に非常に有害です。 電磁放射ここ、組織に浸透し、一連の合併症を引き起こします。 DNA.
の製品 放射性崩壊 の 137Cs - 137Ba ― ベータ線よりもさらに深い透過力を持つガンマ線を放出します。
放射線による損傷は、原子から電子を移動させて陽イオン（ 反応性が高く、組織細胞やさらには DNA。
ただし、注意して取り扱うと、 137Cs は有利な場合があるため、この化学種はがん治療に使用されます。 一部の産業、食品殺菌、下水処理、および機器 外科的。
しかし 適切な指導の欠如につながる可能性があります の ゴイアニアで発生したような深刻な環境事故 1987年。 その際、2 人のリサイクル作業員が、塩化セシウム塩 (CsCl) の形のセシウム 137 を含むカプセルを含む、放棄された放射線治療装置を発見しました。
金属製の機器を廃品置き場に転売する際、その場所の所有者がカプセルを開けたところ、暗闇の中で真っ青に変わる白い粉が見つかりました。 見つかった資料の美しさから、彼はそれを地域の人々に配布しました。 数日後、市の保健システムは、放射性元素による汚染の症状がある数十人の患者のケアを確認しました。
その際、4人が死亡した。、そして何百人もの人々が放射性物質中毒の症状を経験したか、生きなければなりません。 塩化セシウムは水溶性で吸湿性があるため、地域全体に容易に広がり、土壌、水、動物、食品を汚染します。
このエピソードでは、約 7 トンの 原子廃棄物 放射線を封じ込めるために特定の建物に隔離され、少なくともそこに留まらなければならない 180年、放射性物質の濃度が下がるのにかかる時間 大幅。
セシウム 137 は、活性化によって大気中に放出されることもあります。 核兵器 と 原子力発電所. 1 セシウム 137 による環境汚染のもう 1 つの原因は、 チェルノブイリ、1986年に、この放射性元素はウランの放射性崩壊メカニズムに由来するため.
ビデオレッスン セシウム 137: 世界最大の放射線事故
セシウムの歴史
セシウム元素は 1860年に発見 ドイツの科学者、ロバート・ヴィルヘルム・ブンセンとグスタフ・ロバート・キルヒホフによる水サンプルの分光分析による。 セシウムは、分光法によって発見された最初の化学元素でした。
これらの分析の結果は、赤、緑、黄色の色に関連する他の波長の他の線を伴った 2 つの明るい青色の線を示しました。 スペクトルで識別された青い線のため、 科学者たちは「青い空」を意味する「セシウム」という用語を使用しました.
画像クレジット
[1] 地理GIF / シャッターストック
[2] ウィキメディア・コモンズ （再生）
アナ・ルイザ・ロレンツェン・リマ
化学の先生
