Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

55Cs

Xêsi

Xêsi là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 55, ký hiệu Cs. Nó nằm ở chu kỳ 6, nhóm 1, khối s. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là rắn; cấu hình electron là [Xe] 6s1.

Số hiệu nguyên tử55

Nguyên tử khối chuẩn132.90545196(6)

Nhóm1

Chu kỳ6

Khốis

Cấu hình electron[Xe] 6s1

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Các kim loại kiềm có một electron hóa trị ở lớp ngoài cùng. Electron này tương đối dễ bị tách ra để tạo ion +1, giải thích tính khử mạnh và độ phản ứng cao của nhóm.

Với cấu hình electron [Xe] 6s1, Xêsi tuân theo xu hướng chung của nhóm 1: khi đi xuống nhóm, electron ngoài cùng ở xa hạt nhân hơn và thường bị lấy đi dễ hơn. Vì vậy các nguyên tố tự do hiếm gặp trong tự nhiên và thường tồn tại dưới dạng hợp chất ion.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Xêsi thường gặp dưới dạng hợp chất ion như oxide, hydroxide, halide, carbonate hoặc sulfate tùy nguyên tố. Dạng kim loại tự do dễ phản ứng nên ít gặp trong tự nhiên; hóa học chủ yếu phản ánh xu hướng tạo cation ổn định của nhóm.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là rắn. Mật độ được liệt kê là 1.93 g/cm³. Điểm nóng chảy là 301.7 K (28.5 °C). Điểm sôi là 944 K (670.9 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Xêsi được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Xêsi thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến đồng hồ nguyên tử, dung dịch khoan và nghiên cứu khoa học. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Đồng hồ nguyên tử

Trong lĩnh vực đồng hồ nguyên tử, Xêsi hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Dung dịch khoan

Trong lĩnh vực dung dịch khoan, Xêsi hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Nghiên cứu khoa học

Xêsi chủ yếu được tạo ra, tách hoặc đo trong nghiên cứu nhằm kiểm tra các xu hướng nguyên tử, hạt nhân và tuần hoàn; nó không có ứng dụng thương mại ở quy mô lớn.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Xêsi nằm ở chu kỳ 6, nhóm 1. Trong vùng lân cận hiển thị ở đây có Rubidi, Stronti, Bari, Franci và Radi. Những vị trí này cho phép so sánh trực tiếp kích thước nguyên tử, năng lượng ion hóa, trạng thái oxi hóa và xu hướng liên kết với các nguyên tố gần nhau trong bảng tuần hoàn.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạikim loại kiềm

Trạng thái ở nhiệt độ phòngrắn

Các lớp electron2 · 8 · 18 · 18 · 8 · 1

Mật độ1.93 g/cm³

Điểm nóng chảy301.7 K (28.5 °C)

Điểm sôi944 K (670.9 °C)

Độ âm điện Pauling0.79

Năng lượng ion hóa thứ nhất375.7 kJ/mol

Ái lực electron45.51 kJ/mol

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Việc phát hiện Xêsi gắn với Robert Bunsen. Việc nhận ra một nguyên tố mới, tách được mẫu đủ tinh khiết và gán số hiệu nguyên tử hiện đại không nhất thiết diễn ra cùng một thời điểm, nên lịch sử phát hiện cần được đọc theo từng mốc.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn là 132.90545196(6). Giá trị này phản ánh thành phần đồng vị của vật chất tự nhiên trên Trái Đất, không phải khối lượng của một nguyên tử riêng lẻ.

Xêsi có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Xêsi có thể phản ứng mạnh trong một số điều kiện, đặc biệt khi tiếp xúc với tác chất không tương thích. Cần kiểm soát nguồn nhiệt, độ ẩm và môi trường phản ứng theo dạng hóa học thực tế của mẫu.