Большая Советская Энциклопедия (ЦЕ)

  Физические и химические свойства. Ц. — очень мягкий металл; плотность 1,90 г/см³ (20 °С); t_пл 28,5 °С; t_кип 686 °С. При обычной температуре кристаллизуется в кубической объёмноцентрированной решётке (а = 6,045 ). Атомный радиус 2,60 , ионный радиус Cs⁺ 1,86 . Удельная теплоёмкость 0,218 кдж/ (кг ×К ) [0,052 кал/ (г ×^о С)]; удельная теплота плавления 15,742 кдж/кг (3,766 кал/г ); удельная теплота испарения 610,28 кдж/кг (146,0 кал/г ); температурный коэффициент линейного расширения (0—26 °С) 9,7×10^-5 ; коэффициент теплопроводности (28,5°С) 18,42 вт/ (м ×К ) [0,44 кал/ (см ×сек ×°С )]; удельное электросопротивление (20 °С) 0,2 мком ×м; температурный коэффициент электросопротивления (0—30 °С) 0,005. Ц. диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость (18 °С) — 0,1×10^-6 . Динамическая вязкость 0,6299 Мн ×сек/м² (43,4°С), 0,4065 Мн ×сек/м² (140,5 °С). Поверхностное натяжение (62 °С) 6,75×10^-2 н/м (67,5 дин/см ); сжимаемость (20 °С) 7,05 Мн/м² (70,5 кгс/см² ). Энергия ионизации 3,893 эв ; стандартный электродный потенциал — 2,923 в, работа выхода электронов 1,81 эв. Твёрдость по Бринеллю 0,15 Мн/м² (0,015 кгс/см² ). Конфигурация внешних электронов атома Ц. 6s¹ ; в соединениях имеет степень окисления + 1.

  Ц. обладает очень высокой реакционной способностью. На воздухе мгновенно воспламеняется с образованием пероксида Cs₂ O₂ и надпероксида CsO₂ ; при недостатке воздуха получается оксид Cs₂ O; известен также озонид CsO₃ . С водой, галогенами, углекислым газом, серой, четырёххлористым углеродом Ц. реагирует со взрывом, давая соответственно гидроксид CsOH, галогениды, оксиды, сульфиды, CsCI. С водородом взаимодействует при 200—350 °С и давлении 5—10 Мн/м² (50—100 кгс/см² ), образуя гидрид. Выше 300 °С Ц. разрушает стекло, кварц и др. материалы, а также вызывает коррозию металлов. Ц. при нагревании соединяется с фосфором (Cs₂ P₅ ), кремнием (CsSi), графитом (C₈ Cs и C₂₄ Cs). При взаимодействии Ц. со щелочными и щёлочноземельными металлами, а также с Hg, Au, Bi и Sb образуются сплавы; с ацетиленом — ацетиленид Cs₂ C₂ . Большинство простых солей Ц., особенно CsF, CsCI, Cs₂ CO₃ , Cs₂ SO₄ , CsH₂ PO₄ , хорошо растворимы в воде; малорастворимы CsMnO₄ , CsClO₄ и Cs₂ Cr₂ O₇ . Ц. не принадлежит к числу комплексообразующих элементов, но он входит в состав многих комплексных соединений в качестве катиона внешней среды.

  Получение. Ц. получают непосредственно из поллуцита методом вакуумтермического восстановления. В качестве восстановителей используют Ca, Mg, Al и др. металлы.

  Различные соединения Ц. также получают путём переработки поллуцита. Сначала руду обогащают (флотацией, ручной рудоразработкой и т.п.), а затем выделенный концентрат разлагают либо кислотами H₂ SO₄ , HNO₃ и др.), либо спеканием с оксидно-солевыми смесями (например, CaO с CaCI₂ ). Из продуктов разложения поллуцита Ц. осаждают в виде CsAI (SO₄ )₂ ×12H₂ O, Cs₃ [Sb₂ Cl₉ ] и др. малорастворимых соединений. Далее осадки переводят в растворимые соли (сульфат, хлорид, иодид и др.). Завершающим этапом технологического цикла является получение особо чистых соединений Ц., для чего применяют методы кристаллизации из растворов Cs [l (l)₂ ], Cs₃ [Bi₂ l₉ ], Cs₂ (TeI₆ ] и сорбцию примесей на окисленных активированных углях. Глубокую очистку металлического Ц. производят методом ректификации. Перспективно получение Ц. из отходов от переработки нефелина , некоторых слюд, а также подземных вод при добыче нефти; Ц. извлекают экстракционными и сорбционными методами.

  Хранят Ц. либо в ампулах из стекла «пирекс» в атмосфере аргона, либо в стальных герметичных сосудах под слоем обезвоженного вазелинового или парафинового масла.

  Применение. Ц. идёт для изготовления фотокатодов (сурьмяно-цезиевых, висмуто-цезиевых, кислородно-серебряно-цезиевых), Электровакуумных фотоэлементов, фотоэлектронных умножителей, электронно-оптических преобразователей (см. Электронные приборы , Фотоэлектронная эмиссия ). Перспективно применение «цезиевой плазмы» в ионных ракетных двигателях, Ц. — в магнитогидродинамических генераторах и в термоэмиссионных преобразователях энергии . Изотопы Ц. применяют: ¹³³ Cs в квантовых стандартах частоты, ¹³⁷ Cs в радиологии. Резонансная частота энергетического перехода между подуровнями основного состояния ¹³³ Cs положена в основу современного определения секунды .

  Б. Д. Стёпин.