Cesi

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Per a altres significats vegeu «Cesi (desambiguació)».
Cesi
55Cs
XenóCesibari
Rb

Cs

Fr
Aspecte
Daurat platejat
Propietats generals
Nom, símbol, nombre Cesi, Cs, 55
Categoria d'elements Metalls alcalins
Grup, període, bloc 16, s
Pes atòmic estàndard 132,9054519(2)
Configuració electrònica [Xe] 6s1
2, 8, 18, 18, 8, 1
Configuració electrònica de Cesi
Propietats físiques
Fase Sòlid
Densitat
(prop de la t. a.)
1,93 g·cm−3
Densitat del
líquid en el p. f.
1,843 g·cm−3
Punt de fusió 301,59 K, 28,44 °C
Punt d'ebullició 944 K, 671 °C
Punt crític 1.938 K, 9,4 MPa
Entalpia de fusió 2,09 kJ·mol−1
Entalpia de vaporització 63,9 kJ·mol−1
Capacitat calorífica molar 32,210 J·mol−1·K−1
Pressió de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
a T (K) 418 469 534 623 750 940
Propietats atòmiques
Estats d'oxidació 1
(òxid bàsic fort)
Electronegativitat 0,79 (escala de Pauling)
Energies d'ionització 1a: 375,7 kJ·mol−1
2a: 2.234,3 kJ·mol−1
3a: 3.400 kJ·mol−1
Radi atòmic 265 pm
Radi covalent 244±11 pm
Radi de Van der Waals 343 pm
Miscel·lània
Estructura cristal·lina Body-centered cubic
Cesi té una estructura cristal·lina body-centered cubic
Ordenació magnètica Paramagnètic[1]
Resistivitat elèctrica (20 °C) 205 nΩ·m
Conductivitat tèrmica 35,9 W·m−1·K−1
Dilatació tèrmica (25 °C) 97 µm·m−1·K−1
Mòdul d'elasticitat 1,7 GPa
Mòdul de compressibilitat 1,6 GPa
Duresa de Mohs 0,2
Duresa de Brinell 0,14 MPa
Nombre CAS 7440-46-2
Isòtops més estables
Article principal: Isòtops del cesi
Iso AN Semivida MD ED (MeV) PD
133Cs 100% 133Cs és estable amb 78 neutrons
134Cs sin 2,0648 a ε 1,229 134Xe
β 2,059 134Ba
135Cs traça 2,3×106 a β 0,269 135Ba
137Cs traça 30,17 a[2] β 1,174 137Ba

El cesi, de símbol Cs, és un element químic de nombre atòmic 55 i massa atòmica 132.90545 uma. El seu isòtop més rellevant és el de massa atòmica 133, que és utilitzat per a definir el segon.

Història[modifica | modifica el codi]

El cesi va ser descobert pel químic Robert Bunsen i per Gustav Kirchhoff l'any 1860 a l'aigua mineral Dürkheim, Alemanya. Els dos químics escolliren el nom derivat del llatí caesius[nota 1] que significa blau cel degut a les línies blaves brillants que s'obserbaven en el seu espectre.[3][4] [5] El cessi fou el primer element descobert mitjançant l'espectroscòpia, tan sols un any després de la invenció de l'espectroscopi per Bunsen i Kirchhoff.[6]

Com apunt, l'any 1967 s'estableix en la conferència de pesos i mesures en París que un segon és igual a 9.192.631.770 períodes de radiació corresponent a la transició entre els dos nivells hiperfins de l'estat fonamental de l'isòtop 133 de l'àtom de cesi (133Cs), mesurats a 0 K

Característiques[modifica | modifica el codi]

El cesi és un metall tou, lleuger i de baix punt de fusió. És el més reactiu i menys electronegatiu de tots els elements. El cesi reacciona de forma vigorosa amb l'oxigen per formar una barreja d'òxids. En aire humit, la calor d'oxidació pot ser suficient per fondre el metall. El cesi no reacciona amb nitrogen per formar nitrurs, però reacciona amb l'hidrogen a temperatures altes per produir un hidrur molt estable; reacciona de forma violenta amb l'aigua i fins i tot amb gel a temperatures fins -116 °C (-177 °F) així com amb els halogens, amoníac i monòxid de carboni. En general, amb compostos orgànics el cesi experimenta els mateixos tipus de reaccions que la resta dels metalls alcalins, però és molt més reactiu.

Abundància i obtenció[modifica | modifica el codi]

El cesi no és molt abundant a l'escorça terrestre, hi ha només 7 parts per milió. Igual que el liti i el rubidi, el cesi es troba com un constituent de minerals complexos, i no en forma d'halogenurs relativament purs, com en el cas del sodi i del potassi. Es troba freqüentment en minerals lepidolítics com els existents a Rhodèsia.

Isòtops[modifica | modifica el codi]

Article principal: Isòtops de cesi

El cesi té un total de 39 isòtops coneguts, alguns d'ells sintetitzats a partir d'elements més lleugers per processos de captura electrònica lenta S-process dins d'estrelles velles,[7] així com a explosions de supernova R-process.[8] L'únic isòtop estable és el 133Cs.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

El cesi metàl·lic s'utilitza en cèl·lules fotoelèctriques, instruments espectrogràfics, comptadors de centelleig, bulbs de ràdio, llums militars de senyals infraroigs i diversos aparells òptics i de detecció. Els compostos de cesi s'usen en la producció de vidre i ceràmica, com absorbents en plantes de purificació de diòxid de carboni, en microquímica. Les sals de cesi s'han utilitzat en medicina com a agents antixoc després de l'administració de drogues d'arsènic. L'isòtop 137Cs s'utilitza habitualment en procediments de braquiteràpia per al tractament del càncer.

Efectes nocius[modifica | modifica el codi]

Els humans poden estar exposats al cesi per respiració o ingerir amb aliments i begudes. En l'aire els nivells de cesi són generalment baixos, però el cesi radioactiu s'ha detectat en alguns nivells en aigües superficials i en molts tipus de menjars.

La quantitat de cesi en menjars i aigua depèn de l'emissió de cesi radioactiu de plantes d'energia nuclear, majoritàriament a través d'accidents. Els darrers foren els accidents de Txernòbil el 1986 i Fukushima el 2011. Alguns treballadors especialitzats de la indústria de l'energia nuclear ho fa en ambients amb alts nivells de cesi, però es prenen moltes mesures de seguretat per prevenir-los de la seva exposició.

Quan hi ha contacte amb cesi radioactiu, una cosa altament improbable, la persona pot experimentar dany cel·lular a causa de la radiació emesa per les partícules del cesi. Això pot portar com a conseqüència efectes com nàusees, vòmits, diarrees, i hemorràgies. Si l'exposició és llarga la gent pot fins i tot perdre el coneixement, entrar a coma o fins i tot morir.

El cesi es troba en la natura principalment a causa de l'erosió i desgast de roques i minerals. També s'allibera a l'aire, l'aigua i al sòl a través de la mineria i fàbriques de minerals.

El cesi en l'aire pot viatjar llargues distàncies abans de precipitar-se en la terra. La majoria dels compostos del cesi són molt solubles en aigua. El cesi no selimina per l'aigua subterrània, sinó que roman en les capes superiors del sòl i s'uneix fortament a les seves partícules i per tant no pot ser absorbit per les arrels de les plantes, l'única via d'entrada és en caure sobre les fulles.

Notes[modifica | modifica el codi]

  1. Bunsen cita Aulus Gellius Noctes Atticae II, 26 de Nigidius Figulus: Nostris autem veteribus caesia dicts est quae Graecis, ut Nigidus ait, de colore coeli quasi coelia.(llatí)

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds». A: Handbook of Chemistry and Physics (pdf). 81st (en anglès). CRC press. 
  2. «"NIST Radionuclide Half-Life Measurements"» (en anglès).
  3. Gran enciclopèdia catalana on line
  4. Kirchhoff, G.; Bunsen, R.. «Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen». , 189, 7, 1861, pàg. 337–381. DOI: 10.1002/andp.18611890702.(alemany)
  5. Weeks, Mary Elvira. «The discovery of the elements. XIII. Some spectroscopic discoveries». Journal of Chemical Education, 9, 8, 1932, pàg. 1413–1434. DOI: 10.1021/ed009p1413.(anglès)
  6. Kaner, Richard. «C&EN: It's Elemental: The Periodic Table – Cesium». American Chemical Society, 2003. [Consulta: 2010-02-25].(anglès)
  7. Busso, M.; Gallino, R.; Wasserburg, G. J.. «Nucleosynthesis in Asymptotic Giant Branch Stars: Relevance for Galactic Enrichment and Solar System Formation» (PDF). Annula Review of Astronomy and Astrophysics, 37, 1999, pàg. 239–309. DOI: 10.1146/annurev.astro.37.1.239 [Consulta: 20 febrer 2010].(anglès)
  8. Arnett, David. Supernovae and Nucleosynthesis: An Investigation of the History of Matter, from the Big Bang to the Present. Princeton University Press, 1996, p. 527. ISBN 0-691-01147-8. (anglès)