| Symbool | Cs |
|---|---|
| Atoomnummer | 55 |
| Atoommassa | 132,91 u |
| Categorie | Alkalimetaal |
| Groep | 1 |
| Periode | 6 |
| Blok | s-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 28,44 °C |
| Kookpunt | 671 °C |
| Dichtheid | 1,93 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Xe] 6s1 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 18, 8, 1 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 0,79 |
| Oxidatiegetallen | +1 |
| Ontdekt | 1860 door Robert Bunsen en Gustav Kirchhoff |
| Engelse naam | Caesium |
Eigenschappen van cesium
Cesium is een van de weinige metalen met een kleur: het is zilvergoud. Het is extreem zacht en wordt op een warme dag vloeibaar. Het enige buitenste elektron zit zo ver van de kern dat cesium het gemakkelijker afgeeft dan elk ander stabiel element; het heeft de laagste elektronegativiteit. Daardoor ontbrandt cesium spontaan in lucht en reageert het met water zo heftig dat zelfs ijs bij −116 °C ermee reageert. Er ontstaat cesiumhydroxide, een van de sterkste basen. Cesium wordt daarom bewaard in afgesmolten glazen ampullen onder vacuüm of argon. In verbindingen heeft het altijd oxidatiegetal +1. In een vlam kleurt cesium blauwviolet. Natuurlijk cesium bestaat uit één stabiele isotoop, 133Cs. Het radioactieve 137Cs, met een halfwaardetijd van 30 jaar, ontstaat bij kernsplijting. Omdat cesium goed in water oplost en zich in het lichaam als kalium gedraagt, verspreidt het zich makkelijk door voedselketens.
Naam. De naam komt van het Latijnse caesius, hemelsblauw, naar de twee blauwe lijnen in het spectrum.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Cesium staat in periode 6 en groep 1 (alkalimetalen) van het periodiek systeem, in het s-blok.
Een neutraal atoom heeft 55 protonen in de kern en 55 elektronen, verdeeld over 6 schillen: 2, 8, 18, 18, 8, 1. Het periodenummer (6) is gelijk aan het aantal schillen.
Omdat het in groep 1 staat, heeft Cesium 1 valentie-elektron in de buitenste schil; die bepalen hoe het reageert en bindingen vormt (zie chemische bindingen).
Buren in het systeem: links/ervoor: Xenon (Xe, 54); rechts/erna: Barium (Ba, 56); erboven in dezelfde groep: Rubidium (Rb); eronder in dezelfde groep: Francium (Fr).
Andere elementen in groep 1: Waterstof, Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Francium.
Voorkomen
Cesium is zeldzaam in de aardkorst, maar het komt geconcentreerd voor in het mineraal polluciet, dat in pegmatieten voorkomt. De grootste bekende afzetting ligt bij Bernic Lake in Canada; ook in Zimbabwe en Namibië werd polluciet gewonnen. Cesium wordt meestal als cesiumformiaat of cesiumchloride geproduceerd. Het zuivere metaal wordt gemaakt door gesmolten cesiumcyanide te elektrolyseren of cesiumchloride met calcium te reduceren. Radioactief cesium-137 is sinds de kernproeven en de rampen van Tsjernobyl en Fukushima in kleine hoeveelheden overal in de bodem te vinden.
Toepassingen
- Cesium-atoomklokken definiëren de seconde: precies 9.192.631.770 trillingen van de straling van cesium-133.
- Cesiumformiaat is een zware, niet-giftige boorvloeistof bij diepe olie- en gasboringen.
- Cesium-137 dient als stralingsbron voor het meten van dichtheden en vloeistofniveaus in de industrie en voor bestraling bij kankerbehandeling.
- Cesium wordt gebruikt in fotocellen en als katalysator in de organische chemie.
- Cesium-atomen zijn bestudeerd als stuwstof voor vroege ionenmotoren in de ruimtevaart.
Veelgestelde vragen
Hoe is een seconde gedefinieerd?
Sinds 1967 is een seconde de tijd die nodig is voor 9.192.631.770 trillingen van de straling die cesium-133-atomen uitzenden bij een overgang tussen twee energietoestanden. Atoomklokken tellen die trillingen. Deze definitie is veel nauwkeuriger dan de oude, die op de draaiing van de aarde was gebaseerd.
Waarom is cesium zo reactief?
Cesium heeft één elektron in de buitenste schil, die heel ver van de kern ligt. Daardoor wordt dat elektron nauwelijks vastgehouden en staat cesium het bijna meteen af aan andere stoffen. Hoe lager in groep 1, hoe reactiever het alkalimetaal; cesium is het laagste stabiele alkalimetaal.
Waarom is cesium-137 gevaarlijk na een kernramp?
Cesium-137 heeft een halfwaardetijd van 30 jaar en zendt bèta- en gammastraling uit. Het lost goed op in water, komt in planten, paddenstoelen en vlees terecht, en verspreidt zich door het hele lichaam alsof het kalium is. Daarom blijven gebieden rond Tsjernobyl tientallen jaren besmet.