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銫，元素符號Cs，原子(zi)序數為55，位于第六周期，IA族，其單(dan)質是(shi)一種(zhong)淡金黃色的(de)活潑(po)金屬，熔點低，在空氣中極(ji)易被氧化，能(neng)與水劇(ju)烈反應(ying)生成氫氣且爆炸。銫在自然界沒有單(dan)質形(xing)態，僅(jin)以鹽(yan)的(de)形(xing)式極(ji)少的(de)分布于陸地和海洋中。銫是(shi)制造真空件器(qi)、光電管等的(de)重要材料。放(fang)(fang)射性核(he)素Cs-137是(shi)日本福島第一核(he)電站泄漏出的(de)放(fang)(fang)射性污染中的(de)一種(zhong)。

銫是(shi)已(yi)知元(yuan)素(su)(su)中（包(bao)括放射性(xing)元(yuan)素(su)(su)）金(jin)屬性(xing)最強(qiang)的（注意(yi)不是(shi)金(jin)屬活(huo)動性(xing)，活(huo)動性(xing)最強(qiang)的是(shi)鋰）。

理化性質

物理性質

外觀 銀金色的金屬

硬(ying)度(du) 非(fei)常柔軟（它的(de)莫(mo)氏硬(ying)度(du)是所有元素(su)中最(zui)低的(de)）

元素(su)表(biao)位(wei)置 位(wei)于第六(liu)周期的IA族

延展性 具有延展性

放射性 沒有放射性

密度 1.87g/cm3

熔點 28.40℃，接近室溫

沸點 668-705℃

危(wei)險性 金屬(shu)銫(se)屬(shu)于危(wei)險化學(xue)品(pin)，屬(shu)遇濕易燃(ran)(ran)和自(zi)燃(ran)(ran)物品(pin)。使(shi)用時應小(xiao)心

化學性質

銫的生物(wu)行為與鉀相(xiang)似(si)，食用了含銫-137的生物(wu)可(ke)溶化(hua)合(he)物(wu)24小時后，銫–137可(ke)被(bei)人體(ti)充分吸收并結合(he)在細胞內，造成內照射。

銫-137可作為(wei)γ輻射源(yuan)，用于輻射育種、輻照儲存食(shi)品、醫療器械的(de)殺菌、癌癥的(de)治療以及(ji)工業(ye)設(she)備的(de)γ探傷等。由于銫源(yuan)的(de)半衰期較長及(ji)其易造成擴散(san)的(de)弱點，故銫-137源(yuan)已(yi)漸(jian)被(bei)鈷(gu)-60源(yuan)所取代(dai)。

2011年3月29日(ri)，在(zai)安(an)徽省、廣東(dong)省、廣西壯(zhuang)族自治區(qu)和(he)(he)寧夏(xia)回(hui)族自治區(qu)的(de)監測(ce)點氣溶膠取樣中還(huan)檢測(ce)到了極微量的(de)人工放(fang)(fang)(fang)射性核素(su)銫(se)(se)-137和(he)(he)銫(se)(se)-134，其濃(nong)(nong)度均在(zai)10-5貝克/立方米量級(ji)及以下。環(huan)境(jing)中銫(se)(se)-137進入人體后(hou)易被(bei)吸收，均勻分布于全身；由于銫(se)(se)-137能釋放(fang)(fang)(fang)γ射線(xian)，很容易在(zai)體外測(ce)出。進入體內的(de)放(fang)(fang)(fang)射性銫(se)(se)主要滯留在(zai)全身軟(ruan)組織中，尤其是肌肉中，在(zai)骨和(he)(he)脂(zhi)肪中濃(nong)(nong)度較低(di)；較大量放(fang)(fang)(fang)射性銫(se)(se)攝入體內后(hou)可(ke)引起急、慢性損(sun)傷。

其放射性及簡要特性

核素(su) 化學符號 原子序數 主要放射性(xing)同位素(su) 半衰期 來(lai)源(yuan) 毒性(xing)

銫 Cs 55 137Cs 30.0年 人(ren)工(gong) 中毒(du)

銫(se)的化學性質極為活潑(po)，銫(se)在空(kong)氣(qi)中生成(cheng)一層(ceng)灰藍色的氧(yang)化物，不到(dao)一分(fen)鐘就可(ke)以自燃起(qi)來，發出深紫紅(hong)色的火(huo)焰，生成(cheng)很復雜的銫(se)的氧(yang)化物。

銫(se)在堿(jian)金屬(shu)中是最活潑(po)的(de)(de)(de)(de)(de)，能(neng)和(he)氧(yang)(yang)發(fa)生(sheng)劇(ju)烈反(fan)應(ying)，生(sheng)成多種銫(se)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)。在潮濕空(kong)氣中，氧(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)熱量足以(yi)使(shi)銫(se)熔化(hua)并(bing)燃燒(shao)。銫(se)不(bu)與(yu)氮反(fan)應(ying)，但(dan)在高溫下能(neng)與(yu)氫(qing)(qing)(qing)化(hua)合(he)，生(sheng)成相當穩定的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)化(hua)物(wu)。銫(se)能(neng)與(yu)水(shui)發(fa)生(sheng)劇(ju)烈的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)，如果把(ba)銫(se)放(fang)進盛有(you)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)槽中，馬(ma)上就會(hui)發(fa)生(sheng)爆炸。甚至和(he)溫度(du)低到(dao)-116℃的(de)(de)(de)(de)(de)冰均可發(fa)生(sheng)猛烈反(fan)應(ying)產生(sheng)氫(qing)(qing)(qing)氣、氫(qing)(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)銫(se)，生(sheng)成的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)銫(se)是無放(fang)射性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)中堿(jian)性(xing)最強的(de)(de)(de)(de)(de)。與(yu)鹵素(su)也(ye)可生(sheng)成穩定的(de)(de)(de)(de)(de)鹵化(hua)物(wu)，這是由(you)于它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)離子半徑(jing)大所帶來的(de)(de)(de)(de)(de)特點。銫(se)和(he)有(you)機物(wu)也(ye)會(hui)發(fa)生(sheng)同其他堿(jian)金屬(shu)相類似(si)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)，但(dan)它(ta)比(bi)較活潑(po)。

銫鹽(yan)跟鉀(jia)鹽(yan)、鈉鹽(yan)一樣溶于(yu)所(suo)有鹽(yan)溶液(ye)中(zhong)。但是不溶于(yu)高氯(lv)酸鹽(yan)。

碘化銫與三碘化鉍反應(ying)能生成難溶的(de)亮紅(hong)色復鹽(yan)，此反應(ying)用來(lai)定性和定量測定銫；銫的(de)火焰呈比鉀深(shen)的(de)紫(zi)紅(hong)色，可用來(lai)檢驗(yan)銫。

化(hua)(hua)(hua)合物(wu)：銫(se)在空(kong)氣中氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)不僅僅得到氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銫(se)、過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銫(se)，還有超氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銫(se)、臭(chou)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銫(se)等復雜的(de)非整比化(hua)(hua)(hua)合物(wu)產生。

銫(se)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)通常(chang)(chang)是無色的(de)(de)(de)(de)，除(chu)非陰離子有顏(yan)色（如高錳(meng)酸(suan)銫(se)是紫(zi)色的(de)(de)(de)(de)）。許多(duo)簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)具有潮解性，但比更輕的(de)(de)(de)(de)其他堿金(jin)屬(shu)弱。銫(se)的(de)(de)(de)(de)乙酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、碳酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、鹵化(hua)物、氧(yang)化(hua)物、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)和硫酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)可溶(rong)于水。復鹽(yan)(yan)(yan)(yan)通常(chang)(chang)溶(rong)解度(du)(du)較小(xiao)(xiao)，硫酸(suan)鋁銫(se)溶(rong)解度(du)(du)較小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)性質常(chang)(chang)用來從(cong)礦石中提純銫(se)。與銻（例如CsSbCl4）、鉍、鎘、銅(tong)、鐵和鉛形(xing)成的(de)(de)(de)(de)復鹽(yan)(yan)(yan)(yan)通常(chang)(chang)溶(rong)解度(du)(du)很小(xiao)(xiao)。

氫(qing)氧化銫（CsOH）是一種(zhong)具(ju)有強(qiang)烈吸水性的(de)強(qiang)堿(jian)(jian)。它(ta)能(neng)迅(xun)速腐(fu)蝕半導體材料(liao)（例如硅）的(de)表面(mian)。化學家曾認為CsOH是“最強(qiang)的(de)堿(jian)(jian)”，但(dan)是許多化合(he)物的(de)堿(jian)(jian)性（質子堿(jian)(jian)性）遠(yuan)比CsOH強(qiang)，例如正丁基鋰，氫(qing)化銫和氨基鈉。

制備方法

銫可(ke)以(yi)用電解法和熱(re)還(huan)原法制備(bei)。但是由(you)于對電極有強腐蝕性，工業上一般不(bu)用電解法。所以(yi)工業上是由(you)氯化銫高溫用金屬(shu)鈣還(huan)原制取(qu)金屬(shu)銫。

應用領域

裂變產物

長壽命的銫(se)–137是鈾-235的裂(lie)變產物。半(ban)衰(shuai)期(qi)30.17年，可輻(fu)射(she)β射(she)線和γ射(she)線，用作β和γ輻(fu)射(she)源，用于工(gong)農(nong)業和醫療(liao)。隨著核燃料放射(she)性廢物儲(chu)放的時(shi)間，其輻(fu)射(she)的γ射(she)線比例(li)增加，是儲(chu)存的主要對(dui)象。

離子火箭

為了探索宇宙，必須(xu)有(you)一種(zhong)嶄新的(de)(de)、飛行速度極快的(de)(de)交通工具(ju)。一般的(de)(de)火箭(jian)、飛船都(dou)達不(bu)到(dao)這樣的(de)(de)速度，最多只(zhi)能沖出地月系；只(zhi)有(you)每小時(shi)能飛行十幾萬公里(li)的(de)(de)“離(li)子火箭(jian)”才能滿足要求(qiu)。

銫(se)(se)原子的(de)(de)最(zui)外層(ceng)電子極不穩定(ding)，很容(rong)易被激(ji)發放射出(chu)來，變成(cheng)為(wei)帶正電的(de)(de)銫(se)(se)離子，所以是宇宙航行離子火箭發動機理想的(de)(de)“燃料”。銫(se)(se)離子火箭的(de)(de)工(gong)作原理：發動機開動后，產生大量(liang)的(de)(de)銫(se)(se)蒸氣，銫(se)(se)蒸氣經過離化器的(de)(de)“加工(gong)”，變成(cheng)了(le)帶正電的(de)(de)銫(se)(se)離子，接(jie)著(zhu)在(zai)磁場的(de)(de)作用下加速到每秒一百五十(shi)公(gong)里，從噴管噴射出(chu)去，同時給(gei)離子火箭以強大的(de)(de)推動力，把火箭高度推向前進。

計算表(biao)明，用這種銫離子(zi)作宇宙火箭的推進劑，單位重量產生的推力要(yao)比使用的液(ye)體或固體燃料高出上百倍。這種銫離子(zi)火箭可以在宇宙太(tai)空遨游一(yi)二年(nian)甚(shen)至更久。

原子鐘

銫(se)原子(zi)(zi)的(de)最外層的(de)電子(zi)(zi)繞著原子(zi)(zi)核旋轉的(de)速度，總(zong)是極(ji)其精(jing)確(que)地在幾十億分之一(yi)秒的(de)時(shi)間內轉完一(yi)圈，穩定(ding)性(xing)比地球(qiu)繞軸(zhou)自(zi)轉高得多。利用銫(se)原子(zi)(zi)的(de)這個特(te)點，人們制成了一(yi)種新(xin)型(xing)的(de)鐘(zhong)——銫(se)原子(zi)(zi)鐘(zhong)，規定(ding)一(yi)秒就是銫(se)原子(zi)(zi)“振動(dong)”9192631770次（即相當于銫(se)原子(zi)(zi)的(de)兩個超(chao)精(jing)細電子(zi)(zi)遷躍9192631770次）所需要(yao)的(de)時(shi)間。這就是“秒”的(de)最新(xin)定(ding)義。

利用銫(se)原子鐘，人們可以(yi)(yi)十(shi)分(fen)精(jing)確(que)地測量出十(shi)億分(fen)之(zhi)一(yi)秒的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)，精(jing)確(que)度(du)和(he)穩定(ding)性遠遠地超(chao)過(guo)(guo)世界上以(yi)(yi)前有(you)過(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)任何一(yi)種表(biao)，也(ye)超(chao)過(guo)(guo)了許多年來一(yi)直以(yi)(yi)地球自轉(zhuan)作(zuo)基準的(de)(de)(de)(de)(de)天文時間(jian)。有(you)了像銫(se)原子鐘這樣(yang)一(yi)類的(de)(de)(de)(de)(de)鐘表(biao)，人類就(jiu)有(you)可能從事(shi)更(geng)為精(jing)細的(de)(de)(de)(de)(de)科學研究(jiu)和(he)生產實踐，比如對原子彈和(he)氫彈的(de)(de)(de)(de)(de)爆炸(zha)、火箭和(he)導(dao)彈的(de)(de)(de)(de)(de)發射以(yi)(yi)及(ji)宇(yu)宙(zhou)航行(xing)等等，實行(xing)高度(du)精(jing)確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)控制(zhi)，當(dang)然(ran)也(ye)可以(yi)(yi)用于遠程飛(fei)(fei)行(xing)和(he)航海。用銫(se)作(zuo)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)原子鐘，可以(yi)(yi)精(jing)確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)測出十(shi)億分(fen)之(zhi)一(yi)秒的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)剎那，它連續走上三(san)十(shi)萬年，誤差也(ye)不超(chao)過(guo)(guo)1s，精(jing)確(que)度(du)相(xiang)當(dang)高。另外，銫(se)在醫學上、導(dao)彈上、宇(yu)宙(zhou)飛(fei)(fei)船上及(ji)各種高科技(ji)行(xing)業中都有(you)廣(guang)泛(fan)應(ying)用。

新粒子

2023年2月(yue)，澳大利亞科學家(jia)在最新一期《物理評論快報》雜志上撰文稱，他們借助由一個普通的(de)銫原子(zi)和(he)名為繆(mou)子(zi)的(de)基本粒(li)子(zi)組成的(de)一種不(bu)尋常的(de)原子(zi)，通過(guo)理論研(yan)究，提高了(le)對(dui)銫原子(zi)核的(de)磁性結構、在銫原子(zi)中的(de)作(zuo)用以及繆(mou)子(zi)效應的(de)理解(jie)。最新方法有望提供一種不(bu)同于大型強(qiang)子(zi)對(dui)撞機(ji)的(de)方式(shi)發現(xian)新粒(li)子(zi)，或有助揭(jie)示占據(ju)宇(yu)宙總質(zhi)(zhi)量95%的(de)暗物質(zhi)(zhi)的(de)秘密。

銫噴泉鐘

銫噴(pen)泉鐘，是世界上最精(jing)確的時鐘之一。

發現簡史

銫(se)最終被基(ji)爾霍夫教(jiao)授(shou)和(he)本生(sheng)(sheng)(sheng)于(yu)(yu)1860年在(zai)(zai)德國的(de)(de)海(hai)德堡被發現。他們檢測了(le)來(lai)自(zi)Durkheim的(de)(de)礦(kuang)物質水，并且(qie)在(zai)(zai)光(guang)譜中(zhong)觀察到了(le)他們不能認(ren)出的(de)(de)線，這(zhe)意味著一(yi)(yi)個(ge)(ge)新的(de)(de)元(yuan)素(su)的(de)(de)出現。他們從(cong)這(zhe)個(ge)(ge)來(lai)源(yuan)生(sheng)(sheng)(sheng)產出了(le)約(yue)7克(ke)氯化(hua)銫(se)，但沒能生(sheng)(sheng)(sheng)產出這(zhe)種新金屬(shu)自(zi)身的(de)(de)樣本。第一(yi)(yi)個(ge)(ge)成功制出金屬(shu)銫(se)的(de)(de)這(zhe)個(ge)(ge)榮譽歸屬(shu)于(yu)(yu)波(bo)恩大學的(de)(de)考爾·希歐多爾·賽特(te)伯格（Carl Theodor Setterberg）教(jiao)授(shou)，他由(you)電解(jie)熔融的(de)(de)氰化(hua)銫(se)（CsCN）獲取(qu)了(le)它。

命名是由其發(fa)現者基爾(er)霍夫教授和本生以拉丁文“coesius”（意為(wei)天(tian)藍色(se)）命名了銫。

礦藏分布

銫(se)在地殼中含(han)量為2×10-3%。銫(se)榴(liu)石是(shi)含(han)銫(se)礦物，也(ye)是(shi)提取銫(se)的主要原料。已發現34種銫(se)的同位素，其中銫(se)–133是(shi)唯一存(cun)在于(yu)自(zi)然界的穩(wen)定(ding)同位素，其余皆是(shi)鈾(you)裂變產生的放射性同位素。

Durkheim的(de)礦物(wu)質水中(zhong)含有豐富(fu)的(de)銫化合物(wu)，所以(yi)可(ke)以(yi)從Durkheim的(de)礦物(wu)質水提取金屬(shu)銫。

銫(se)元素一般分布在含礦物(wu)質(zhi)較多的水中(zhong)。