1. Загальні відомості 137 Cs
Цезій - хімічний елемент I групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 55, атомна маса 132,9054. Сріблясто-білий метал з групи лужних; легкоплавкий, м'який. Основний мінерал - поллуціт. Застосовують при виготовленні фотокатодов.
Блискуча поверхня металевого цезію має блідо-золотистий колір. Кожен його атом містить 55 протонів, 78 нейтронів і 55 електронів, але всі ці численні електрони розташовані відносно пухко - іонний радіус цезію дуже великий - 1,65?.
Продукт розпаду 137 Cs - ізотоп 137m Ba з періодом напіврозпаду 2,57 хв (Е?=0,662 МеВ): 137 Cs ® 137m Ba +?.
137 Сs - один з головних компонентів радіоактивного забруднення біосфери. Міститься в радіоактивних випаданнях, радіоактивних відходах, скидах заводів, що переробляють відходи атомних електростанцій. Інтенсивно сорбується грунтом і донними відкладеннями; у воді знаходиться переважно у вигляді іонів. Міститься в рослинах і організмі тварин і людини. Коефіцієнт накопичення 137 Cs найбільш високий у прісноводних водоростей і арктичних наземних рослин, особливо лишайників. В організмі тварин 137 Cs накопичується головним чином у м'язах і печінці.
1.1 Фізико-хімічні властивості 137 Cs
Cs - м'який метал, через низьку температури плавлення (T пл=28,6 ° C) при кімнатній температурі знаходиться в напіврідкому стані. Металевий Cs являє собою речовина золотисто-білого кольору, по зовнішньому вигляду схоже на золото, але світліше. Розплав представляє рухому рідину, при цьому його колір стає більш сріблястим. Рідкий Cs добре відбиває світло. Кристалізується в об'ємно-центровану кубічну решітку (тип? - Заліза), при високому тиску може переходити в інші поліморфні модифікації. Cs - парамагнетик.
Природний Cs - мононуклідний елемент, що складається з єдиного стабільного нукліда 133 Cs. На сьогоднішній день відомо 39 штучних радіоактивних ізотопів цезію з масовими числами від 112 до 151. Самим долгоживущим штучним радіоактивним нуклідом є 135 Cs з періодом напіврозпаду T 1/2 близько 2,3 мільйона років. Інший щодо долгоживущий ізотоп 137 Cs (T 1/2=30,17 року). Обидва ці довгоживучих нукліда є продуктами ядерного розпаду.
Це - один з найбільш легкоплавких металів: він плавиться при 28,5 ° C, кипить при 705 ° C в звичайних умовах і при 330 ° C у вакуумі. Легкоплавкость Cs поєднується з великою легкістю. Незважаючи на досить велику атомну масу елемента, його щільність при 20 ° C всього 1,87. У атомів Cs своєрідна електронна структура.
Він має дуже високою реакційною здатністю. На повітрі миттєво запалюється з утворенням пероксиду Cs 2 O 2 і надпероксида CsO 2; при нестачі повітря виходить оксид Cs 2 O. З водою, галогенами, вуглекислим газом, сіркою, чотирьоххлористим вуглецем Cs реагує з вибухом, даючи відповідно гідроксид CsOH, галогеніди, оксиди, сульфіди, CsCl. З воднем взаємодіє при 200 ... 350 ° С і тиску 50 ... 100 кгс/см 2, утворюючи гідрид. Вище 300 ° С руйнує скло, кварц та інших матеріали, а також викликає корозію металів. При нагріванні з'єднується з фосфором, кремнієм, графітом. При взаємодії з лужними і лужноземельними металами, а також з Hg, Au, Bi і Sb утворюються сплави; з ацетиленом - ацетіленід Cs 2 C 2. Більшість простих солей Cs, особливо CsF, CsCl, Cs 2 CO 3, Cs 2 SO 4, CsH 2 PO 4, добре розчинні у воді; малорастворіми CsMnO4, CsClO 4 і Cs 2 Cr 2 O 7. Цезій не належить до числа комплексообразующих елементів, але він входить до складу багатьох комплексних сполук в якості катіона зовнішнього середовища.
Він дуже швидко реагує з киснем і не тільки. Моментально запалюється на повітрі, але здатний поглинати найменші сліди кисню в умовах глибокого вакууму. Воду він бурхливо розкладає вже при звичайній температурі; при цьому виділяється багато тепла, і витісняється з води водень тут же запалюється. Взаємодіє навіть з льодом при - 116 ° C. Його зберігання вимагає великої обережності.
Взаємодіє і з вуглецем. Тільки найдосконаліша модифікація вуглецю - алмаз - в змозі протистояти його «натиску». Рідкий розплавлений Cs і його пари розпушують сажу, деревне вугілля та навіть графіт, проникаючи між атомами вуглецю і утворюючи своєрідні, досить міцні з'єднання золотисто-жовтого кольору, які в межі, мабуть, відповідають складу C 8 Cs 5. Вони спалахують на повітрі, витісняють водень із води, а при нагріванні розкладаються і віддають весь поглинений цезій.
Навіть при звичайній температурі реакції Cs з фтором, хлором та іншими галогенами супроводжуються займанням, а з сіркою і фосфором - вибухом. При нагріванні з'єднуєт...
