Загальна характеристика цезію
Цезій - п'ятдесят п'ятий елемент Періодичної таблиці. Позначення - Cs від латинського «caesium». Розташований в шостому періоді, IA групі. Відноситься до металів. Заряд ядра дорівнює 55.
Цезій зустрічається в природі в складі численних мінералів, найбільше значення з яких мають поллуціт (Cs, Na) 2 Al2 Si4 O12 × H2 O і Авогадро (K, Cs) BF4. Відомо, що він також входить до складу деяких алюмосиликатов у вигляді домішки.
У вигляді простого речовини цезій є метал золотисто-жовтого кольору (рис. 1) з об'ємно-центрованої кристалічною решіткою. Щільність - 1,9 г / см 3. Температура плавлення 28,4 o С, кипіння - 685 o С. М'який, легко ріжеться ножем. На повітрі самозаймається.
Мал. 1. Цезій. Зовнішній вигляд.
Атомна і молекулярна маса цезію
Відносної молекулярна маса речовини (Mr) - це число, яке показує, у скільки разів маса даної молекули більше 1/12 маси атома вуглецю, а відносна атомна маса елемента (Ar) - у скільки разів середня маса атомів хімічного елемента більше 1/12 маси атома вуглецю.
Оскільки у вільному стані цезій існує у вигляді одноатомних молекул Cs, значення його атомної і молекулярної мас збігаються. Вони рівні 132,9054.
ізотопи цезію
Відомо, що в природі цезій може перебувати у вигляді єдиного стабільного ізотопу 133 Cs. Масове число дорівнює 133, ядро атома містить п'ятдесят п'ять протонів і сімдесят вісім нейтронів.
Існують штучні нестабільні ізотопи цезію з масовими числами від 112-ти до 151-го, серед яких найбільш довготривалим є ізотоп 135 Cs з періодом напіврозпаду рівним 2,3 млн. Років.
Іони цезію
На зовнішньому енергетичному рівні атома цезію є один електрон, який є валентним:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5р 6 6s 1.
В результаті хімічної взаємодії цезій віддає свій валентний електрон, тобто є його донором, і перетворюється в позитивно заряджений іон:
Cs 0 -1e → Cs +.
Молекула і атом цезію
У вільному стані цезій існує у вигляді одноатомних молекул Cs. Наведемо деякі властивості, що характеризують атом і молекулу цезію:
При згорянні цезію на повітрі утворюється надпероксід цезію:
Надпероксід цезію розчиняється в гарячій воді з утворенням гідроксиду цезію і виділенням кисню:
Гідроксид цезію взаємодіє з розведеними розчинами кислот з утворенням відповідних солей:
CsOH + HCl (dilute) → CsCl + H2 O.
При розчиненні твердого хлориду цезію в концентрованої сірчаної кислоти при 0 o С утворюється сульфат цезію:
Розрахуйте масові частки елементів, що входять до складу оксиду цезію, якщо його молекулярна формула має вигляд Cs2 O.
Масова частка елемента в складі будь-якої молекули визначається за формулою:
ω (Х) = n × Ar (X) / Mr (HX) × 100%.
Знайдемо молекулярну масу оксиду цезію:
Mr (Cs2 O) = 2 × Ar (Cs) + Ar (O) = 2 × 133 + 16 = 266 + 16 = 282 м
Тоді, масові частки цезію і кисню дорівнюватимуть:
ω (Cs) = 2 × Ar (Cs) / Mr (Cs2 O) × 100%;
ω (Cs) = 2 × 133/282 × 100% = 94,33%.
ω (O) = Ar (O) / Mr (Cs2 O) × 100%;
ω (O) = 16/282 × 100% = 5,67%.