Cesium

>/tr>

Série química

Grupo, Período, Bloco

massa atómica

>/tr>

>Calor de fusão

>Calor de vaporização

>>br> tabela periódica 55 xenon ← cesium → barium Rb Cs ↓ Fr
Geral
Nome, Símbolo, Número	cesium, Cs, 55
metais alcalinos
1, 6, s
Aspecto	muito ouro >Cs,55.jpg
132.9054519(2) g/mol
Configuração electrónica	6s1
Electrões por concha	2, 8, 18, 18, 8, 1
Propriedades físicas
Phase	solid
Densidade (perto de r.t.)	1,93 g/cm³
Densidade líquida a m.p.	1,843 g/cm³
Ponto de fusão	301,59 K (28,44 °C, 83.19 °F)
Ponto de fusão	944 K (671 °C, 1240 °F)
Ponto crítico	1938 K, 9.4 MPa
2,09 kJ/mol
63,9 kJ/mol
Capacidade de calor	(25 °C) 32.210 J/(mol-K)

Pressão de vapor

P/Pa	1	10	100	1 k	10 k	100 k
at T/K	418	469	534	623	750	940

/td> Propriedades atómicas

>/tr> Crystal estrutura cubic body centrered estados de oxidação

1
(óxido fortemente básico) Electronegatividade 0.79 (escala de Pauling) Energia de ionização 1st: 375,7 kJ/mol >td>2nd: 2234,3 kJ/mol >td>3rd: 3400 kJ/mol Raio atómico 260 pm Raio atómico (calc.) 298 pm Raio covalente

225 pm Diversos Magnético encomenda sem dados Resistividade eléctrica (20 °C) 205 nΩ-m Condutividade térmica (300 K) 35.9 W/(m-K) Expansão térmica (25 °C) 97 µm/(m-K) velocidade do som (haste fina) (r.t.) 1,7 m/s Módulo de volume 1,6 GPa Dureza Mohs 0.2 Dureza Brinell 0.14 MPa > número de registo CAS>7440-46-2 >

Isótopos notáveis

>DM

DP

Artigo principal: Isótopos de césio

iso	NA	halff-vida	DE (MeV)
133Cs	100%	Cs é estável com 78 neutrões
134Cs	syn	65.159 Ms (2.0648y)	ε	1.229	134Xe
			β-	2.059	134Ba
135Cs	trace	73 Ts (2.300.000y)	β-	0.269	135Ba
137Cs	syn	948.9 Ms (30.07y)	β-	1.176	137Ba

Césio (também soletrado césio, O símbolo químico Cs, número atómico 55) é um membro do grupo de elementos químicos conhecidos como metais alcalinos. De cor dourada macia e prateada, é um dos poucos metais que se liquefazem perto da temperatura ambiente. É o mais alcalino dos elementos estáveis, reagindo explosivamente com água para produzir o hidróxido de césio alcalino, que pode corroer o vidro. Os seus átomos perdem facilmente electrões para produzir iões, e esta propriedade torna o césio útil para as células fotoeléctricas. O césio é um catalisador para certas reacções na química orgânica.

Este elemento tem muitos isótopos, dos quais o único isótopo estável (césio-133) se tornou o padrão primário para medir segundos de tempo e é portanto a base dos relógios atómicos. Alguns dos seus isótopos radioactivos são utilizados para tratar certos tipos de cancro, e o césio-134 ajuda a medir a produção de césio pela indústria de energia nuclear. O césio-137 é comummente utilizado na indústria para aplicações tais como medidores de densidade de humidade, medidores de nivelamento, e medidores de espessura. Os compostos de césio são ligeiramente tóxicos.

Discovery

Césio foi descoberto por Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff em 1860, quando analisaram o espectro da água mineral obtida de Dürkheim, Alemanha. Eles seguraram uma gota da água numa chama e observaram as linhas espectrais de vários elementos. Entre estas linhas, observaram duas linhas azuis que não provinham de nenhum dos elementos conhecidos. Concluíram que as linhas azuis eram produzidas por um elemento até então desconhecido, ao qual deram o nome de cesium (do latim caesius, que significa “céu azul” ou “azul celeste”). Assim, o césio tornou-se o primeiro elemento descoberto pela análise espectral. Bunsen isolou os sais de césio da água da nascente, e o próprio metal foi isolado em 1881 por Carl Setterberg, que trabalhava no laboratório de Bunsen.

Ocorrência

Césio ocorre em vários minerais, particularmente lepidolite e poluído (um silicato hidratado de alumínio e césio). Uma das mais significativas e ricas fontes mundiais deste metal está localizada no Lago Bernic, em Manitoba. Estima-se que os jazigos aí existentes contenham 300.000 toneladas métricas de poluído, a uma média de 20% de césio.

O césio metálico pode ser isolado pela electrólise do cianeto de césio fundido (fundido), bem como de várias outras formas. Excepcionalmente puro, o césio sem gás pode ser feito pela decomposição da azida do césio com calor.

Características notáveis

Como metal alcalino, o césio faz parte do grupo um da tabela periódica, entre o rubídio e o franco-cálcio. Além disso, encontra-se no período seis, imediatamente antes do bário. Este metal dourado prateado é macio e dúctil (pode ser facilmente atraído para os fios).

Como foi referido acima, o espectro do césio tem duas linhas brilhantes na parte azul do espectro electromagnético. Além disso, o seu espectro tem várias outras linhas nas regiões vermelha, amarela, e verde.

Césio é o mais electropositivo e o mais alcalino dos elementos químicos estáveis. Para além do cálcio, tem o menor potencial de ionização de todos os elementos, o que significa que perde facilmente o seu electrão mais exterior para se tornar um ião. (O potencial de ionização é a energia necessária para remover um electrão da casca mais externa do átomo.)

Césio é o menos abundante dos cinco metais alcalinos não radioactivos. Tecnicamente, o franco é o metal alcalino menos comum, mas como é altamente radioactivo e a sua quantidade total a nível mundial é estimada em apenas 340 a 550 gramas, a sua abundância pode ser considerada nula em termos práticos.

Durante o gálio, o franco e o mercúrio, o césio está entre os poucos metais que são líquidos à temperatura ambiente ou perto dela. O seu ponto de fusão é 28,44°C.

Césio reage explosivamente quando está em contacto com água (mesmo fria), e também reage com gelo a temperaturas superiores a -116°C. A reacção com a água produz hidróxido de césio (CsOH), uma base química extremamente forte que irá rapidamente gravar a superfície do vidro. Além disso, o césio reage violentamente com gás cloro para produzir cloreto de césio (CsCl).

Isótopos

Césio tem pelo menos 39 isótopos conhecidos, o que é mais do que qualquer outro elemento excepto o franco-cálcio. As massas atómicas destes isótopos variam de 112 a 151. No entanto, tem apenas um isótopo estável que ocorre naturalmente: 133C. A maioria dos outros isótopos (excepto os indicados na tabela) têm meia-vida de alguns dias a fracções de segundo.

Desde 1967, o Sistema Internacional de Unidades (unidades SI) definiu o segundo com base nas oscilações entre dois níveis de energia do átomo de césio-133. Assim, o oscilador de césio tornou-se o padrão primário para medições de tempo e frequência.

O isótopo 137Cs, com uma semi-vida de 30,17 anos, tem sido utilizado em estudos hidrológicos, análogo ao uso do trítio (3H). Decompõe-se ao bário-137 (um produto de curta duração de decomposição), depois a uma forma de bário não radioactivo.

Césio-137 é produzido durante a detonação de armas nucleares e em centrais nucleares. Foi um produto notável durante a fusão de Chernobyl em 1986. A partir de 1945, com o início dos testes nucleares, 137C foi libertado na atmosfera, onde é absorvido pela humidade e devolvido à superfície da Terra como componente da precipitação radioactiva. Uma vez que o 137Cs entra nas águas subterrâneas, é depositado na superfície do solo e removido da paisagem principalmente por transporte de partículas.

Compostos de césio

C carbonato de césio: O carbonato de césio é um sólido cristalino branco, com a fórmula química Cs2CO3. É mais solúvel em solventes orgânicos do que a maioria dos carbonatos, tais como o carbonato de potássio. É portanto utilizado como base na química orgânica.

Cloreto de Césio: O cloreto de césio (CsCl) é um composto iónico. Pode ser preparado pela reacção de hidróxido de césio ou carbonato de césio com ácido clorídrico. O sal de cloreto de césio resultante é purificado por recristalização. A estrutura cristalina deste sal é composta por teias cúbicas simples de aniões e catiões.

p>Hidróxido de césio: O hidróxido de césio (CsOH) é formado quando o césio reage com água. É uma base poderosa, muito semelhante a outros hidróxidos de metais alcalinos, como o hidróxido de sódio e o hidróxido de potássio. Pode corroer vidro.

O hidróxido de césio é extremamente higroscópico, o que significa que absorve prontamente a humidade do ambiente. O hidróxido de césio de laboratório é tipicamente um hidrato.

Este composto não é normalmente utilizado em experiências, porque a extracção do césio é muito cara e comporta-se muito como o hidróxido de rubídio e o hidróxido de potássio.

Aplicações

• Césio é utilizado sobretudo em relógios atómicos, que são precisos a segundos em muitos milhares de anos.
• Césio-134 tem sido utilizado como medida da produção de césio pela indústria de energia nuclear. Este isótopo é utilizado porque, embora seja menos prevalecente que 133C ou 137C, 134C é produzido unicamente por reacções nucleares. 135Cs também tem sido utilizado para este fim.
• Tal como outros elementos do grupo um, o césio tem grande afinidade pelo oxigénio e é utilizado como “getter” em tubos de vácuo.
• Este metal também é utilizado em células fotoeléctricas porque emite rapidamente electrões.
• O césio é utilizado como catalisador na hidrogenação de certos compostos orgânicos.
• O hidróxido de césio é utilizado para gravar silício, expondo planos octaédricos. Esta técnica pode criar pirâmides e poços de gravura regular para usos como MEMS (sistemas microelectromecânicos).
• Cloreto de césio é utilizado na produção de vidros condutores de electricidade.
• Radioisótopos de césio (sob a forma de cloreto de césio) são utilizados em medicina nuclear, incluindo o tratamento do cancro.
• Fluoreto de césio é amplamente utilizado na química orgânica como base e como fonte de ião de fluoreto anidro.
• Vapor de césio é utilizado em muitos magnetómetros comuns.
• Devido à sua alta densidade, as soluções de cloreto de césio são normalmente utilizadas em experiências de biologia molecular para o isolamento de ácidos nucleicos por uma técnica conhecida como “ultracentrifugação por gradiente de densidade”
• Recentemente, este metal tem sido utilizado em sistemas de propulsão iónica.
• Césio-137 é um isótopo extremamente comum em aplicações industriais tais como:
  • medidores de densidade de humidade;
  • medidores de nivelamento;

  medidores de espessura;

dispositivos de registo de alvéolos (utilizados para medir a espessura dos estratos rochosos).

Precauções

Todos os metais alcalinos são extremamente reactivos. Como um dos metais alcalinos mais pesados, o césio é também um dos mais reactivos. Como já foi referido, é altamente explosivo quando está em contacto com água ou gelo. O hidróxido de césio é uma base extremamente forte e pode atacar o vidro.

Todos os compostos de césio devem ser considerados como ligeiramente tóxicos, devido à sua semelhança química com o potássio. O contacto com grandes quantidades pode causar hiperirritabilidade e espasmos. Por outro lado, tais quantidades não seriam normalmente encontradas na natureza, pelo que o césio não é um grande poluente químico ambiental. Ratos alimentados com césio em vez de potássio na sua dieta foram encontrados a morrer, pelo que este elemento não pode substituir o potássio em função.

Os isótopos 134Cs e 137Cs (presentes na biosfera em pequenas quantidades como resultado de fugas de radiação) representam uma carga de radioactividade que varia dependendo da localização. O césio radioactivo não se acumula no corpo tão eficazmente como muitos outros produtos de fissão, tais como iodo radioactivo ou estrôncio.

Veja também

• tabela periódica
• elemento químico

Notas

li> Los Alamos National Laboratory – Cesium Retrieved 9 de Dezembro de 2007.

Todos os links recuperados 24 de Janeiro de 2017.

• WebElements.com – Caesium
• FAQ de alt.cesium newsgroup