عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
55Cs

سيزيوم

سيزيوم عنصر كيميائي عدده الذري 55 ورمزه Cs. يقع في الدورة 6، المجموعة 1 ضمن القطاع s. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 6s1.

العدد الذري55
الكتلة الذرية القياسية132.90545196(6)
المجموعة1
الدورة6
القطاعs
التوزيع الإلكتروني[Xe] 6s1
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يمتلك سيزيوم إلكترون تكافؤ واحداً في غلافه الخارجي، ولذلك يميل إلى فقده وتكوين كاتيون بشحنة +1. يفسر ذلك التفاعلية العالية للفلزات القلوية وندرة وجودها حرة في الطبيعة.

التوزيع الإلكتروني لـسيزيوم هو [Xe] 6s1. كلما نزلنا في المجموعة 1 يزداد نصف القطر ويصبح فقد إلكترون التكافؤ أسهل، فتظهر اتجاهات دورية واضحة في التفاعلية وطاقة التأين.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يوجد سيزيوم غالباً في مركبات أيونية مثل الأكاسيد والهيدروكسيدات والهاليدات والكربونات أو الكبريتات. يكون الفلز الحر أكثر تفاعلاً، لذلك تعكس كيمياؤه الطبيعية ميله إلى تكوين كاتيونات مستقرة.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 1.93 g/cm³. نقطة الانصهار هي 301.7 K (28.55 °C). نقطة الغليان هي 944 K (670.9 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد سيزيوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر سيزيوم في تطبيقات مرتبطة بـساعات ذرية، سوائل الحفر وبحث علمي. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

ساعات ذرية

توفر الانتقالات الذرية في السيزيوم مرجعاً ترددياً بالغ الاستقرار لقياس الزمن بدقة عالية.

سوائل الحفر

تُضاف مركبات مناسبة من سيزيوم إلى سوائل الحفر للتحكم في الضغط وخواص المائع داخل الآبار.

بحث علمي

يُنتج سيزيوم أو يُعزل أو يُقاس أساساً في الأبحاث التي تختبر الاتجاهات الذرية والنووية والدورية، وليس للاستخدام التجاري واسع النطاق.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع سيزيوم في الدورة 6 والمجموعة 1. العناصر المجاورة المعروضة هي: روبيديوم؛ سترونشيوم؛ باريوم؛ فرانسيوم؛ راديوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز قلوي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 18 · 8 · 1
الكثافة1.93 g/cm³
نقطة الانصهار301.7 K (28.5 °C)
نقطة الغليان944 K (670.9 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ0.79
طاقة التأين الأولى375.7 kJ/mol
الألفة الإلكترونية45.51 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف سيزيوم بأعمال روبرت بنزن. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـسيزيوم هي 132.90545196(6). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـسيزيوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

يمكن أن يتفاعل سيزيوم بعنف في ظروف معينة، ولا سيما مع المواد غير المتوافقة. يجب ضبط الحرارة والرطوبة والهواء وبيئة التفاعل بحسب صورة العينة.