铯性子、用处与出产工艺
铯,原子量132.90545(2)。原子序数55。雪红色六方晶系金属(单质的干净面显金黄色)。质轻软且可延。熔点28.55±0.16℃，沸点669.5℃，绝对密度1.873。在碱金属中，是电正性最高的强碱性元素。与冷水反映产生爆炸。-116℃时，仍可与水反映。可溶于液氨，天生氨基化合物和氢气。能与卤素、磷、硫间接反映天生响应二元化合物。存在于铯榴石、光卤石和鳞云母矿中。由电解熔融氯化铯而得。极纯的气态铯可由叠氮化铯的热分化而制得。铯单质首要用于建造光电管、摄谱仪、闪灼计数器、电子管、红外旌旗灯号灯、和光学主动节制仪器，还用于电子管的吸氧剂。医疗顶用铯盐做药物。同位素铯-137，可用来医治癌症。
1860年德国化学家本森(R.Bunsen)和基尔霍夫 (G.R.Kirchoff) 在研讨矿泉水的光谱时发明铯，这是第一个用光谱法发明的元素，按照其光谱线的色彩按拉丁文Caesius(天蓝色)取名为Cesium(铯)。塞特伯格(C.Setterberg)于1881年电解氰化铯-氰化钡夹杂熔盐时，初次制得金属铯。铯在制得今后60余年中未获产业操纵。1926年起头用铯建造光电管，但用量极小。第一次天下大战前只要德国出产少许铯，产量仅几千克。20世纪30年月美国起头出产铯。第二次天下大战时代，铯作为光敏资料，用量增添，但因为铯价钱高贵而希少，操纵遭到限定。1957年美国研讨胜利从锂云母提锂后的母液——夹杂碳酸碱液(含Cs2O2%和Rb2O23%)中收受接管铯、铷的方式，致使铯产量骤增。铯作为锂出产的副产物，本钱低，价钱也随之明显降落，从而大大鞭策了铯的操纵和对铯性子的研讨。20世纪60年月以来，铯在原子钟、光学仪器、激光、无机分化等方面取得操纵，同时还开辟了多种提铯方式，使铯的提取冶金手艺到达相称程度，产物资量不时进步，价钱进一步降落。中国于1956年起头铯的冶炼研讨，60年月初起头出产铯，接踵开辟了新疆、江西、四川等省的铯资本，现已能出产20余种铯、铷产物，知足国际经济成长和迷信研讨对铯的须要。
金属铯为体心立方晶体布局，质软，有延性，可用刀切割。铯原子的外电子层构型为[Xe]6s1。在碱金属中铯的熔点和沸点最低，蒸气压最高，密度最大，导热性和导电性最好，电离电位最小。铯有22种同位素，其品质数在123～144之间。天然界中的133Cs为不变同位素。喷射性同位素137Cs是原子反映堆的聚变产物，半衰期为30.23a。
图1为铯的首要物感性子
有关铯的概述、物感性子、化学性子、制备方式等是由Chemicalbook的侍艳编辑清算。（2016-11-16）
铯具备一切碱金属的化学特征，是碱金属化学反映活性最强的元素。罕见的铯化合价为正一价，由Cs+→Cs0的复原电位为-2.923V。铯和铷性子四周，较难分手。金属铯在氛围中熄灭时会喷溅出稠密的碱性烟雾，这类碱性烟雾能风险眼睛、呼吸体系和皮肤。铯在湿润的氛围中氧化放出的热量足以使铯扑灭并融化。铯和氧猛烈反映天生多种氧化物的夹杂物。铯有Cs-1(s2)和Cs+两种氧化态。铯与水感化会产生激烈爆炸，乃至与157K温度的冰打仗也猛烈反映，天生氢氧化物，放出氢气。和锂差别，铯不与氮反映。铯在高温下与氢反映天生相称不变的氢化物。铯和乙炔反映天生乙炔化物。铯和卤素猛烈反映差别于其余碱金属与卤素的反映，铯能天生不变的多卤化物，如CsI3。铯和氨反映天生氨基化铯 (CsNH2)。在高温下铯和CO反映天生一种构成不定的晶体化合物。碳酸铯可被金属镁复原成金属铯，氯化铯可被钙复原。铯和其余碱金属可构成低熔点的液体合金，如Cs-12Na-47K合金，其熔点195K;Cs～13Rb合金，其熔点234K;Cs-55Na合金，其熔点244K。铯盐可天生极难溶的矾，如CsCl·SbCl3。冶炼上操纵铯矾的难溶特征来分手铯，阐发上用以定量测定铯的含量。
图2为铯的首要化合物及其根基性子
铯的地壳品貌是锂、钠、钾、铷、铯五种碱金属元素中最小的，为2.6×10-4%，海水含铯5×10-8%。铯常和锂、铷、钾共生。固然铯比铷的地壳品貌小很多，但铯有产业用自力矿物。
锂云母是提取铯的首要资本之一。一些锂云母矿含铯较高，如美国加利福尼亚的锂云母矿含CszOO．30％，前苏联科拉半岛的锂云母含Cs20 O．24％。津巴布韦比基塔地域的锂云母储量大，但仅含cs。OO．08％。铯榴石是铯的首要产业资本，首要产于美国的缅因州、加拿大的伯尼克湖、津巴布韦的比基塔地域和纳米比亚的卡里比布}另外，亦有少许产于瑞典、莫桑比克及东哈萨克斯坦。通俗铯榴石含铯甚高，含锂、铷较低，有的乃至含铷很少。如美国缅因州的铯榴石含Csz0 36％、Li20 0．04％，前苏联科拉半岛的铯榴石含Cs20 27．1％，意大利厄尔巴岛的铯榴石含Cs：O 34％(Liz0痕量)。中国新疆的铯榴石含Cs：0 29％～30％。以上矿物几近都不含铷。另外，加拿大伯尔尼克湖的铯榴石含Cs20 28．6％、Rb20 1．36％、Li20 O．31％；津巴布韦比基塔的铯榴石含Cs20 22．4％、Rb20O．84％、Li20 O．30％。光卤石也是铯的首要来历，首要产于德国。前苏联科拉半岛具备天下最大的光卤石产地。盐湖、公开卤水、气田水、油井水、温泉水及地热水都储藏有大量的铯，有的含铯量比拟高。如美国索尔顿的湖水含cszO(16～21)×10-‘％，伍德湖油田水含Csa0 25×10-‘％。天下已查明的铯总储量为120000t，此中加拿大80000t，津巴布韦25000t，纳米比亚10000t。中国铯资本丰硕，首要散布在江西的宜春、新疆的可可信海、四川的康定、湖南的毒草岭和青海。江西的锂云母含Cs20 O．3％、Rb。0 1．72％，是中国最大的铯资本基地。中国盐湖卤水多，铯资本丰硕，青藏高原卤程度均含cs。0 O．03g／L，四川的自贡卤水中的铯也已取得开辟操纵。
图3为首要的铯矿物
使铯榴石与氧化钙、氯化钙一路煅烧，可制得氯化铯，再经熔融电解，可制得金属铯。
2CsAlSi2O6+3CaO+CaCl2→ 2CsCl+Al2O3+4CaSiO3
2CsCl→2Cs+Cl2
首要包含铯提取(制取化合物)和金属铯制取两大步骤。偶然为了取得高纯金属铯产物，需停止高纯金属铯制取。铯提取是从锂云母、铯榴石和光卤石等铯质猜中提取铯化合物的进程。铯榴石提铯、铷有铯榴石盐酸法分化、铯榴石硫酸法分化、碱性熔盐焙烧、氯化焙烧和矿石间接复原等方式。产业上首要接纳前两种方式。从铯质猜中提取的铯化物常含有必然数目的杂质，需接纳诸如溶剂萃取法提铯等方式制取纯的铯化合物，从铯榴石出产金属铯的工艺进程如图。
图4为从铯榴石出产金属铯的工艺流程
铯及其化合物首要用于高手艺的研讨和开辟，如用于磁流体发电、热离子发电、涡轮发电及离子鞭策手艺的研讨和开辟，这些手艺都处在开辟阶段。美国高手艺用铯量占铯总用量的50%～70%。铯的产业操纵首要是电子产业、玻璃陶瓷和药物。铯及其化合物的性子和铷近似，在很多操纵场所两者能够互代，但铯的某些性子优于铷，如铯的光电转换活络度比铷高。磁流体发电是使各类燃料产生的高温导电流经由过程强磁场，在电感到感化下由热能间接转换成电能，铯作为引诱资料插手到燃猜中，可下降燃料离子化所需温度，改良离子焰传导性，增添所产生的能量。一座60万kW磁流-蒸气结合电厂每一年约需用3000t碳酸铯。热电换能器是操纵热电子发射景象产生大电流输入的二极管，将热能间接转换为电能，用铯建造的二极管能够进步热离子发机电的发电效力。气化的金属铯被离子化后，在电场感化下可加速到靠近光速，再被电子束中和并从引擎中喷出，能产生壮大的鞭策力。以铯为鞭策剂的火箭策念头比冲可达2000s (大大都化学燃料比冲仅300～400s)。一艘带有500g铯的离子鞭策宇宙飞船的航程约莫是经常利用燃料飞船的150倍。通俗光芒的能量就足以使铯游离出价电子，铯的这一特征被用于建造光电管、摄谱仪、无线电电子管、军用红外旌旗灯号灯及各类光学仪器和检测仪器中，利用铯光电池电源的寻靶导弹头，可跟踪、反对敌方的飞翔物。电视手艺中接纳铯阴极建造的高压电子束摄像管。铯的卤化物具备发光机能，用于建造闪灼计数器。钠激活的碘化铯对X射线的反对才能比其余卤化物大很多，用其建造的图象加强管具备很高的分辩力、强度和安定性，使医用X光机不必暗室便可供多人察看而不受X射线的辐射。很多国度用铯原子钟作频次和时候规范，其精度到达1×10-13s，普遍用于通信、运输、军事和宇航产业。硝酸铯是多成份特种玻璃的光折射调剂剂，普遍用于光学纤维和纤维质透镜出产。铯的化学活性大，电离电位低，能转变主催化剂的外表性子，含铯的催化剂具备更好的催化活性、挑选性和不变性，可耽误催化剂利用寿命，避免催化剂中毒。含铯的催化剂普遍用于氨分化，硫酸出产和无机物的氧化、氢化、聚合、腈的构成等无机分化。铯盐具备平静感化，可用于建造安眠药、平静剂、癫痫医治剂。137Cs作为喷射性同位素标记用作诊断肿瘤，并正在代替60Co医治癌症。氯化铯用于超速离心分手病毒、脱素核糖酸和其余大份子的密度-梯度介质。铯在冶金产业上被用作脱气剂和精辟剂。
极易引发火警。打仗湿润氛围着火，与氛围中的氧反映天生超氧化物，当混有无机物时，产生爆炸性的反映。与水或酸打仗猛烈反映，并放出氢气引发熄灭。与卤素、硫黄和氧化剂打仗猛烈反映。毒性比钠更强，但还没有因铯而引发中毒病例报道。铯首要对眼睛、皮肤和黏膜有强安慰性和侵蚀性。大鼠腹腔LD
50：89 mg／kg。产生灼伤时，当即用水冲刷，伤口保洁，速送病院诊治。
化学性子
雪红色有延展性的金属。绝对密度1.892(18℃)。熔点28.44℃。沸点671℃。在湿润氛围中敏捷氧化，能自燃着火。硬度0.2 Mohs。电阻率(0℃)19 μΩ?cm，(30℃)36.6μΩ?cm。比热容(20℃)0.217 J/(g?K)。融化热2.087kJ/mol；汽化热68.85 kJ/mol。热导率：35.9 W/(m?K)，在熔点时液体为18.4w/(m?K)，在沸点时蒸气为0.0046w/(m?K)。与水反映开释出H2，溶于液氨。它是仅次于汞的易熔金属。铯的性子与钾类似，但比钾的反映性更强(碱金属中最活跃者)。与氛围打仗就着火，当混有无机物时就产生爆炸性反映。与水或酸类猛烈反映放出H2产生熄灭。有猛烈的反映性，偶然有爆炸性
用处
光电元件。聚合反映的催化剂。红外线灯。原子钟。
用处
普遍用于电子产业、玻璃陶瓷产业、医药和冶金产业
用处
是建造真空件器、光电管等的首要资料，化学上用做催化剂。
出产方式
真空蒸馏法提纯 起首用分散泵把装配抽成真空，将全部装配从A至E加热至400～450℃，使其枯燥数小时。而后把提纯的氩气布满全部装配，切开A处，将装有带挥发油的金属铯的容器送人管B中，待挥发油蒸发后，把管B再次封住，将装配抽成真空(≤10
-6托)，用电炉在E四周停止加热，使铯在管D蒸馏析出。靠装配扭转，使熔融的铯从管D流到安瓿中，冷却后，装配布满氩气，将安瓿熔融物堵截，制得高纯铯。
种别
遇水熄灭物品
毒性分级
中毒
急性毒性
腹腔- 小鼠 LD50: 1700 毫克/ 千克
爆炸物风险特征
遇水、湿氛围、氧化剂放出氢气可爆
可燃性风险特征
遇水、湿氛围放出氢气可燃
储运特征
库房透风高温枯燥;没于烃中保管; 与氧化剂、卤素、强酸分隔寄存
灭火剂
干粉、干砂、干石粉
铯
高低游产物信息
下流质料
下流产物