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銫，元素符號Cs，原子(zi)序(xu)數為55，位于(yu)第(di)六周期，IA族，其單(dan)質是(shi)(shi)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)淡金黃色的(de)(de)活潑金屬，熔(rong)點低(di)，在空氣中極易被(bei)氧化(hua)，能與水劇烈反(fan)應生成氫氣且(qie)爆炸。銫在自(zi)然界沒有(you)單(dan)質形態(tai)，僅以鹽的(de)(de)形式極少的(de)(de)分布于(yu)陸地和海(hai)洋中。銫是(shi)(shi)制造真空件器、光電(dian)管等的(de)(de)重(zhong)要材料(liao)。放(fang)(fang)射性核素Cs-137是(shi)(shi)日本福島第(di)一(yi)(yi)核電(dian)站泄漏出的(de)(de)放(fang)(fang)射性污染中的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)。

銫(se)是(shi)已知元(yuan)(yuan)素(su)中(zhong)（包括(kuo)放射性(xing)(xing)元(yuan)(yuan)素(su)）金屬性(xing)(xing)最(zui)強的（注(zhu)意不是(shi)金屬活動(dong)性(xing)(xing)，活動(dong)性(xing)(xing)最(zui)強的是(shi)鋰）。

理化性質

物理性質

外觀 銀金色的金屬

硬(ying)度(du) 非常柔軟（它的(de)莫氏(shi)硬(ying)度(du)是所有元素中(zhong)最低的(de)）

元素表位置 位于第六(liu)周期的IA族(zu)

延展性 具有延展性

放射性 沒有放射性

密(mi)度 1.87g/cm3

熔點 28.40℃，接近(jin)室溫

沸點 668-705℃

危(wei)險性 金屬(shu)銫屬(shu)于危(wei)險化學品，屬(shu)遇濕易燃和(he)自燃物品。使用時(shi)應小心

化學性質

銫的生(sheng)物(wu)行(xing)為與鉀相似，食用(yong)了含銫-137的生(sheng)物(wu)可溶(rong)化合(he)物(wu)24小時(shi)后，銫–137可被人體(ti)充(chong)分吸(xi)收并結合(he)在細胞內(nei)(nei)，造(zao)成內(nei)(nei)照射。

銫(se)-137可(ke)作為(wei)γ輻射源(yuan)(yuan)，用于(yu)輻射育種、輻照儲存食品、醫療器械的(de)殺(sha)菌、癌癥的(de)治(zhi)療以及(ji)工業設備的(de)γ探傷等。由于(yu)銫(se)源(yuan)(yuan)的(de)半(ban)衰期較長及(ji)其易(yi)造成擴散的(de)弱點，故銫(se)-137源(yuan)(yuan)已漸被鈷-60源(yuan)(yuan)所取代。

2011年3月29日，在(zai)(zai)安(an)徽(hui)省、廣東(dong)省、廣西壯族(zu)自(zi)治(zhi)區和寧夏回族(zu)自(zi)治(zhi)區的(de)監測(ce)(ce)點氣溶膠(jiao)取(qu)樣中還(huan)檢(jian)測(ce)(ce)到了極(ji)微量的(de)人(ren)工放(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)(xing)核(he)素銫(se)-137和銫(se)-134，其濃度均在(zai)(zai)10-5貝克/立方米量級及以下(xia)。環境(jing)中銫(se)-137進入(ru)人(ren)體后易(yi)被吸收，均勻分布于(yu)全身(shen)；由(you)于(yu)銫(se)-137能釋放(fang)(fang)γ射(she)線，很容易(yi)在(zai)(zai)體外(wai)測(ce)(ce)出。進入(ru)體內的(de)放(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)(xing)銫(se)主要滯(zhi)留在(zai)(zai)全身(shen)軟組織中，尤其是肌肉(rou)中，在(zai)(zai)骨和脂肪(fang)中濃度較低；較大量放(fang)(fang)射(she)性(xing)(xing)(xing)銫(se)攝入(ru)體內后可引起(qi)急(ji)、慢(man)性(xing)(xing)(xing)損(sun)傷。

其放射性及簡要特性

核素(su) 化學符號(hao) 原子(zi)序數 主要放射性(xing)同位(wei)素(su) 半衰期 來源(yuan) 毒性(xing)

銫 Cs 55 137Cs 30.0年(nian) 人工 中毒

銫的化(hua)學性質極為(wei)活潑，銫在空(kong)氣中生(sheng)(sheng)成(cheng)一(yi)層灰(hui)藍色(se)的氧化(hua)物，不到(dao)一(yi)分(fen)鐘就可以自(zi)燃(ran)起來，發出深紫紅(hong)色(se)的火焰(yan)，生(sheng)(sheng)成(cheng)很復雜(za)的銫的氧化(hua)物。

銫(se)(se)(se)(se)在(zai)堿金屬中(zhong)是最活(huo)(huo)潑(po)的(de)(de)(de)，能(neng)和氧(yang)(yang)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)劇(ju)烈(lie)反應，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)多種銫(se)(se)(se)(se)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)。在(zai)潮濕(shi)空氣中(zhong)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)熱量足以使銫(se)(se)(se)(se)熔(rong)化(hua)(hua)(hua)并燃燒。銫(se)(se)(se)(se)不與氮(dan)反應，但(dan)在(zai)高溫下能(neng)與氫(qing)化(hua)(hua)(hua)合，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)相當穩(wen)定的(de)(de)(de)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)。銫(se)(se)(se)(se)能(neng)與水發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)劇(ju)烈(lie)的(de)(de)(de)反應，如果把銫(se)(se)(se)(se)放進(jin)盛有水的(de)(de)(de)水槽中(zhong)，馬上就會(hui)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)爆(bao)炸。甚至和溫度低(di)到-116℃的(de)(de)(de)冰(bing)均可發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)猛(meng)烈(lie)反應產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)氫(qing)氣、氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銫(se)(se)(se)(se)，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銫(se)(se)(se)(se)是無放射性的(de)(de)(de)氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)中(zhong)堿性最強的(de)(de)(de)。與鹵(lu)素(su)也可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)穩(wen)定的(de)(de)(de)鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)，這是由于它的(de)(de)(de)離子(zi)半徑大所(suo)帶來的(de)(de)(de)特點。銫(se)(se)(se)(se)和有機物(wu)(wu)也會(hui)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)同其他堿金屬相類似的(de)(de)(de)反應，但(dan)它比(bi)較活(huo)(huo)潑(po)。

銫鹽(yan)跟鉀鹽(yan)、鈉鹽(yan)一樣溶(rong)于所有鹽(yan)溶(rong)液中。但(dan)是不溶(rong)于高氯酸鹽(yan)。

碘(dian)化(hua)銫(se)與三(san)碘(dian)化(hua)鉍反(fan)應能生成難(nan)溶的亮紅(hong)色復(fu)鹽(yan)，此反(fan)應用來定(ding)性和定(ding)量測定(ding)銫(se)；銫(se)的火焰呈比鉀深的紫紅(hong)色，可(ke)用來檢驗銫(se)。

化合物(wu)：銫(se)(se)(se)在空(kong)氣中氧(yang)化不僅(jin)僅(jin)得到氧(yang)化銫(se)(se)(se)、過氧(yang)化銫(se)(se)(se)，還有超(chao)氧(yang)化銫(se)(se)(se)、臭氧(yang)化銫(se)(se)(se)等復雜的非整比(bi)化合物(wu)產生。

銫(se)(se)鹽(yan)(yan)通(tong)(tong)常(chang)是無色的(de)，除非陰離子有顏色（如高錳酸(suan)銫(se)(se)是紫色的(de)）。許多簡(jian)單的(de)鹽(yan)(yan)具有潮解性，但比(bi)更(geng)輕的(de)其(qi)他堿金屬弱。銫(se)(se)的(de)乙酸(suan)鹽(yan)(yan)、碳酸(suan)鹽(yan)(yan)、鹵化物(wu)、氧化物(wu)、硝酸(suan)鹽(yan)(yan)和硫酸(suan)鹽(yan)(yan)可(ke)溶(rong)于(yu)水。復(fu)鹽(yan)(yan)通(tong)(tong)常(chang)溶(rong)解度較小，硫酸(suan)鋁銫(se)(se)溶(rong)解度較小的(de)性質常(chang)用來從礦石(shi)中提純銫(se)(se)。與(yu)銻（例(li)如CsSbCl4）、鉍(bi)、鎘、銅、鐵和鉛形成的(de)復(fu)鹽(yan)(yan)通(tong)(tong)常(chang)溶(rong)解度很小。

氫氧化銫(se)(se)（CsOH）是(shi)一種具有強(qiang)(qiang)烈吸水性(xing)的強(qiang)(qiang)堿。它能迅速腐蝕半導體材料(liao)（例如硅(gui)）的表面。化學家曾認為CsOH是(shi)“最強(qiang)(qiang)的堿”，但(dan)是(shi)許多化合物的堿性(xing)（質子堿性(xing)）遠比CsOH強(qiang)(qiang)，例如正丁基(ji)鋰(li)，氫化銫(se)(se)和氨(an)基(ji)鈉。

制備方法

銫可以用電(dian)解法(fa)(fa)和熱還原(yuan)法(fa)(fa)制備(bei)。但是(shi)由于對電(dian)極有強腐蝕(shi)性(xing)，工業上一般不用電(dian)解法(fa)(fa)。所以工業上是(shi)由氯化銫高溫(wen)用金屬鈣還原(yuan)制取金屬銫。

應用領域

裂變產物

長壽命的銫–137是鈾-235的裂變產(chan)物。半衰期30.17年(nian)，可(ke)輻(fu)射(she)β射(she)線(xian)和γ射(she)線(xian)，用作(zuo)β和γ輻(fu)射(she)源，用于工(gong)農業和醫療。隨著(zhu)核燃料(liao)放射(she)性廢物儲放的時(shi)間，其輻(fu)射(she)的γ射(she)線(xian)比例增加，是儲存的主要對象。

離子火箭

為了(le)探索宇宙，必(bi)須有一(yi)種嶄新(xin)的、飛(fei)(fei)行(xing)速度極快的交通工具。一(yi)般的火箭(jian)(jian)、飛(fei)(fei)船都達不到(dao)這(zhe)樣的速度，最(zui)多(duo)只(zhi)能(neng)沖(chong)出地(di)月系；只(zhi)有每(mei)小時能(neng)飛(fei)(fei)行(xing)十幾萬公里的“離子(zi)火箭(jian)(jian)”才能(neng)滿足要(yao)求。

銫(se)原(yuan)子(zi)(zi)的(de)最(zui)外層電(dian)子(zi)(zi)極不穩定(ding)，很容易被激發(fa)放射(she)出來，變成為帶正(zheng)電(dian)的(de)銫(se)離子(zi)(zi)，所以是宇宙航(hang)行(xing)離子(zi)(zi)火箭(jian)(jian)(jian)發(fa)動機(ji)理想的(de)“燃料”。銫(se)離子(zi)(zi)火箭(jian)(jian)(jian)的(de)工(gong)作原(yuan)理：發(fa)動機(ji)開動后，產生(sheng)大量的(de)銫(se)蒸氣(qi)，銫(se)蒸氣(qi)經過離化器(qi)的(de)“加(jia)工(gong)”，變成了帶正(zheng)電(dian)的(de)銫(se)離子(zi)(zi)，接(jie)著在(zai)磁場(chang)的(de)作用下(xia)加(jia)速到每秒一百五十公里，從噴管噴射(she)出去，同時給離子(zi)(zi)火箭(jian)(jian)(jian)以強大的(de)推動力，把火箭(jian)(jian)(jian)高度(du)推向前進(jin)。

計算表明，用這種銫離子作宇宙火箭的推進劑(ji)，單位(wei)重量產生的推力(li)要(yao)比使用的液體(ti)或固體(ti)燃料高出上百倍(bei)。這種銫離子火箭可以在(zai)宇宙太(tai)空遨游(you)一二(er)年甚至更久。

原子鐘

銫(se)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)最外層的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)繞著原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核旋轉的(de)速度，總是極其精確地在幾十億(yi)分(fen)之一秒(miao)的(de)時(shi)間內轉完一圈(quan)，穩定性比地球繞軸自(zi)轉高得多。利用(yong)銫(se)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)這(zhe)個(ge)特(te)點，人們(men)制成了一種新型的(de)鐘(zhong)——銫(se)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)鐘(zhong)，規定一秒(miao)就(jiu)是銫(se)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)“振動”9192631770次(ci)(ci)（即相(xiang)當于銫(se)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)的(de)兩(liang)個(ge)超(chao)精細(xi)電(dian)子(zi)(zi)(zi)遷躍9192631770次(ci)(ci)）所需要(yao)的(de)時(shi)間。這(zhe)就(jiu)是“秒(miao)”的(de)最新定義。

利用(yong)(yong)銫(se)原子鐘(zhong)，人們(men)可(ke)以(yi)(yi)十(shi)分精(jing)確(que)(que)地(di)測(ce)量出十(shi)億分之一秒(miao)的(de)時間(jian)，精(jing)確(que)(que)度和(he)穩定性遠遠地(di)超(chao)過(guo)(guo)世界上以(yi)(yi)前有(you)過(guo)(guo)的(de)任何一種表(biao)，也超(chao)過(guo)(guo)了許多年(nian)來一直以(yi)(yi)地(di)球自轉(zhuan)作基準(zhun)的(de)天文時間(jian)。有(you)了像銫(se)原子鐘(zhong)這(zhe)樣一類的(de)鐘(zhong)表(biao)，人類就有(you)可(ke)能(neng)從(cong)事更為精(jing)細(xi)的(de)科(ke)學研究和(he)生產(chan)實(shi)踐，比如對原子彈(dan)和(he)氫(qing)彈(dan)的(de)爆炸、火箭和(he)導彈(dan)的(de)發射以(yi)(yi)及(ji)宇宙航行(xing)(xing)等等，實(shi)行(xing)(xing)高度精(jing)確(que)(que)的(de)控制，當然也可(ke)以(yi)(yi)用(yong)(yong)于遠程(cheng)飛行(xing)(xing)和(he)航海。用(yong)(yong)銫(se)作成的(de)原子鐘(zhong)，可(ke)以(yi)(yi)精(jing)確(que)(que)的(de)測(ce)出十(shi)億分之一秒(miao)的(de)一剎那，它(ta)連(lian)續(xu)走上三十(shi)萬(wan)年(nian)，誤差(cha)也不超(chao)過(guo)(guo)1s，精(jing)確(que)(que)度相當高。另外，銫(se)在醫學上、導彈(dan)上、宇宙飛船上及(ji)各種高科(ke)技行(xing)(xing)業中都有(you)廣泛(fan)應用(yong)(yong)。

新粒子

2023年2月，澳(ao)大(da)利亞科學家在最新(xin)一(yi)期《物(wu)理(li)(li)評論快報》雜志上撰(zhuan)文稱，他們借助(zhu)由(you)一(yi)個普(pu)通的(de)(de)(de)銫原子(zi)和(he)名為繆子(zi)的(de)(de)(de)基本粒子(zi)組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)一(yi)種不尋常的(de)(de)(de)原子(zi)，通過理(li)(li)論研究，提高了對銫原子(zi)核的(de)(de)(de)磁性(xing)結構、在銫原子(zi)中的(de)(de)(de)作(zuo)用以及(ji)繆子(zi)效應的(de)(de)(de)理(li)(li)解(jie)。最新(xin)方法(fa)有望提供一(yi)種不同(tong)于大(da)型強子(zi)對撞機的(de)(de)(de)方式(shi)發(fa)現新(xin)粒子(zi)，或有助(zhu)揭示占據宇宙(zhou)總質量95%的(de)(de)(de)暗物(wu)質的(de)(de)(de)秘密。

銫噴泉鐘

銫(se)噴泉鐘，是世界上最精(jing)確(que)的時鐘之一。

發現簡史

銫(se)最終被基爾霍夫教授和本(ben)生于1860年在德國的(de)(de)(de)海(hai)德堡被發(fa)現。他(ta)(ta)們檢測了來自Durkheim的(de)(de)(de)礦(kuang)物質水，并且在光譜中觀(guan)察到了他(ta)(ta)們不能認出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)線，這(zhe)(zhe)意味著一個新(xin)的(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)出(chu)(chu)(chu)現。他(ta)(ta)們從這(zhe)(zhe)個來源生產出(chu)(chu)(chu)了約7克氯化銫(se)，但沒能生產出(chu)(chu)(chu)這(zhe)(zhe)種(zhong)新(xin)金屬(shu)自身的(de)(de)(de)樣本(ben)。第一個成功制出(chu)(chu)(chu)金屬(shu)銫(se)的(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)個榮譽(yu)歸屬(shu)于波恩大學的(de)(de)(de)考爾·希歐多爾·賽特伯格（Carl Theodor Setterberg）教授，他(ta)(ta)由電解熔融的(de)(de)(de)氰化銫(se)（CsCN）獲取(qu)了它。

命名是由其(qi)發(fa)現者基爾霍(huo)夫教授(shou)和本生以拉丁文“coesius”（意為天(tian)藍色）命名了銫。

礦藏分布

銫(se)(se)在地殼中含量(liang)為2×10-3%。銫(se)(se)榴石是含銫(se)(se)礦物(wu)，也是提(ti)取銫(se)(se)的(de)主要原(yuan)料(liao)。已發現34種銫(se)(se)的(de)同位(wei)素(su)，其中銫(se)(se)–133是唯(wei)一存在于自然界的(de)穩定同位(wei)素(su)，其余皆是鈾裂變產生的(de)放射性同位(wei)素(su)。

Durkheim的(de)礦物質水中含(han)有豐(feng)富的(de)銫化合物，所以可(ke)以從Durkheim的(de)礦物質水提(ti)取金屬銫。

銫元(yuan)素一(yi)般分布在含礦物質較多的水中。