horloges atomiques
Une transition atomique du césium fournit une fréquence extrêmement stable utilisée comme référence de temps.
Mendeleev
Tableau periodique
Tous les éléments
FrançaisFR⌄
Langues
EnglishENFrançaisFRDeutschDEEspañolESItalianoITPortuguêsPTNederlandsNLPolskiPLSvenskaSVČeštinaCSDanskDANorskNOSuomiFITürkçeTRРусскийRUУкраїнськаUK中文ZH日本語JAБългарскиBGCatalàCAΕλληνικάELEestiETHrvatskiHRMagyarHULëtzebuergeschLBLietuviųLTLatviešuLVRomânăROSlovenčinaSKSlovenščinaSLСрпскиSR한국어KOTiếng ViệtVIBahasa IndonesiaIDBahasa MelayuMSالعربيةARहिन्दीHIไทยTHעבריתHEÍslenskaIS
Élément chimique · fiche de référence
55Cs
Césium
Le césium est l’élément 55 (Cs), situé en période 6, groupe 1 et dans le bloc s. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Xe] 6s1.
Numéro atomique55
Poids atomique standard132,90545196(6)
Groupe1
Période6
Blocs
Configuration électronique[Xe] 6s1
Structure électronique
Ce qui gouverne sa chimie
La configuration externe se termine par s¹. La perte de cet électron de valence conduit à un ion +1 dont les couches internes sont complètes : l’état d’oxydation +1 domine donc la chimie de cet élément.
Tous les métaux alcalins partagent ce schéma électronique. En descendant dans le groupe, l’électron externe est plus éloigné du noyau et devient en général plus facile à arracher, ce qui contribue à leur forte réactivité.
Formes chimiques
Composés, ions et matériaux
La forme chimique dominante est le césium à l’état d’oxydation +1. Les halogénures ioniques, hydroxydes et sels oxygénés sont courants ; le métal libre est beaucoup plus rare dans la nature car il réagit facilement avec l’eau, l’oxygène et d’autres non-métaux.
Comportement physique
État et changements de phase
À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 1,93 g/cm³. Le point de fusion est 301,7 K (28,5 °C). Le point d’ébullition est 944 K (670,9 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.
Présence et applications
Présence, formes et usages
Le césium est un métal alcalin extrêmement réactif, absent à l’état libre dans la nature. L’isotope césium-133 définit la seconde du Système international grâce à une transition atomique utilisée dans les horloges atomiques ; d’autres isotopes du césium ont des usages industriels ou médicaux.
Dans la pratique
Exemples d’utilisations concrètes
fluides de forage
Des composés du césium, denses ou chimiquement utiles, sont ajoutés aux fluides de forage pour contrôler pression et propriétés d’écoulement dans les puits.
recherche scientifique
Le césium est produit, isolé ou mesuré surtout pour étudier la structure atomique, les noyaux et les tendances périodiques plutôt que pour un usage commercial massif.
Position périodique
Ce que montrent les éléments voisins
Le césium est en période 6 et dans le groupe 1. Dans le voisinage affiché, le baryum est immédiatement à sa droite sur la même période ; le rubidium est au-dessus et le francium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.
Données de référence
Propriétés physiques et atomiques
Classificationmétal alcalin
État à température ambiantesolide
Électrons par couche2 · 8 · 18 · 18 · 8 · 1
Masse volumique1,93 g/cm³
Point de fusion301,7 K (28,5 °C)
Point d’ébullition944 K (670,9 °C)
Électronégativité de Pauling0,79
Première énergie d’ionisation375,7 kJ/mol
Affinité électronique45,51 kJ/mol
Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.
Histoire
Découverte et identification
La découverte du césium est associée à Robert Bunsen. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.
Isotopes et poids atomique
Ce que signifie la valeur du tableau
Le poids atomique standard est 132.90545196(6). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.
Le césium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.
Précautions
Manipulation et exposition
Le césium élémentaire réagit facilement avec l’humidité et peut réagir violemment avec l’eau. Il se manipule à l’écart de l’eau et de l’air dans des conditions contrôlées.