Cez (Cs)

Cez w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Znajduje się w 1 grupie (blok s — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę s). W tej samej grupie stoją: Wodór, Lit, Sód, Potas, Rubid, Frans — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Cez jest ciałem stałym (topnieje w 28,5 °C, wrze w 671 °C).

Cez — co to za pierwiastek

Jego drgania definiują sekundę — cały GPS chodzi w rytm cezu.

Właściwości pierwiastka Cez

Cez jest miękkim metalem o wyraźnie złocistożółtym połysku, więc obok złota i miedzi należy do nielicznych barwnych metali. Topi się już w 28,5 °C, dlatego w upalny dzień ampułka z cezem zawiera ciecz; wrze w 671 stopniach, a jego gęstość to 1,873 grama na centymetr sześcienny. To najaktywniejszy chemicznie spośród trwałych metali: ma najniższą energię jonizacji, 3,894 elektronowolta, i najmniejszą elektroujemność, 0,79. Z wodą reaguje wybuchowo, także z lodem, a na powietrzu zapala się samorzutnie, dlatego przechowuje się go w zatopionych ampułkach bez dostępu tlenu.

Zastosowanie pierwiastka Cez

Najważniejsze zastosowanie cezu jest niewidoczne, ale wszechobecne: zegary atomowe. Wzorzec sekundy opiera się na przejściu między poziomami energetycznymi atomu cezu, a z tak odmierzanego czasu korzystają nawigacja satelitarna, sieci telefonii komórkowej, giełdy i energetyka. W przemyśle naftowym stosuje się stężony roztwór mrówczanu cezu jako ciężką ciecz płuczkową, bo jest gęsty, a przy tym nie niszczy skały i nie zawiera cząstek stałych. Cez trafia też do fotokomórek i fotopowielaczy, ponieważ jego atomy oddają elektrony pod wpływem światła wyjątkowo łatwo, oraz do lamp próżniowych jako pochłaniacz resztek gazu. Promieniotwórczy cez-137 wykorzystuje się w miernikach grubości, w sterylizacji i w radioterapii.

Cez — najważniejsze związki chemiczne

Wodorotlenek cezu CsOH jest jedną z najsilniejszych znanych zasad, atakuje szkło i wymaga naczyń z metali szlachetnych. Chlorek cezu CsCl to sól o tak charakterystycznym ułożeniu jonów, że cały typ sieci krystalicznej nazwano od niego, a jego stężone roztwory służą w biologii molekularnej do rozdzielania DNA przez wirowanie. Węglan cezu Cs₂CO₃ bywa wygodną zasadą w syntezie organicznej, a mrówczan cezu HCOOCs jest składnikiem płuczek wiertniczych.

Cez — gdzie go spotykasz

• zegary atomowe
• wiertnictwo
• fotokomórki

Cez w szkole — co trzeba wiedzieć

Cez należy do pierwszej grupy, czyli do litowców, ma konfigurację [Xe] 6s¹ i w związkach zawsze stopień utlenienia +1. Kluczowa zasada do sprawdzianu: aktywność litowców rośnie w dół grupy, więc cez reaguje gwałtowniej niż potas, a potas gwałtowniej niż sód i lit. Najczęstsze nieporozumienie dotyczy promieniotwórczości. Zwykły cez, czyli cez-133, jest trwały i nie promieniuje, natomiast groźny jest cez-137, sztuczny izotop powstający przy rozszczepieniu jąder, który rozprzestrzenił się po awariach elektrowni jądrowych. Warto też zapamiętać sieć typu CsCl jako podręcznikowy przykład struktury kryształu jonowego.

Cez — historia odkrycia

Cez odkryli w 1860 roku Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff, badając wodę mineralną nowo opracowaną metodą analizy widmowej. W widmie płomienia dostrzegli dwie jasne, niebieskie linie, których nie dawało się przypisać żadnemu znanemu pierwiastkowi, i od ich barwy utworzyli nazwę, bo łacińskie caesius znaczy niebieskoszary. Był to pierwszy pierwiastek wykryty za pomocą spektroskopu, co otworzyło chemikom zupełnie nową drogę poszukiwań.

Cez — skąd wzięła się nazwa

łac. caesius — niebieskoszary

Cez — izotopy

cez-133 trwały; cez-137 z opadu

Cez — bezpieczeństwo

Metal wybucha w wodzie; cez-137 groźny skażeniowo.

Ciekawostki o pierwiastku Cez

• Sekunda to dokładnie 9 192 631 770 drgań atomu cezu.
• Cez topi się w temperaturze zbliżonej do temperatury ciała, więc wystarczy potrzymać zamkniętą ampułkę w dłoni, żeby metal spłynął na dno.
• Cez-137 z opadu po awarii w Czarnobylu wciąż bywa wykrywany w grzybach i w mięsie dzikich zwierząt z niektórych regionów.
• Nazwa cezu pochodzi od barwy linii w widmie, a nie od barwy samego metalu, bo metaliczny cez jest złocisty, a nie niebieski.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Cez