ضيّ الروح
24-03-2026, 11:31 AM
هو عنصر كيميائي برمز Cs والعدد الذري 55. وهو فلز قلوي ناعم ذهبي فضي مع نقطة انصهار تبلغ 28.5 °م (83.3 °ف)، مما يجعله واحدًا من خمسة معادن أساسية فقط تكون سائلة عند درجة حرارة الغرفة أو ما يقرب إليها. للسيزيوم خواص فيزيائية وكيميائية مشابهة لتلك الخاصة بالروبيديوم والبوتاسيوم. هو الأكثر تفاعلًا بين جميع المعادن، وهو قابل للاشتعال ويتفاعل مع الماء حتى عند −116 °م (−177 °ف). وهو العنصر الأقل كهربية، بقيمة 0.79 على مقياس بولينغ. له نظير ثابت واحد هو السيزيوم 133. يُستخرج السيزيوم في الغالب من البوليسيت، بينما تُستخرج النظائر المشعة، وخاصة السيزيوم 137، وهو ناتج انشطاري، من النفايات التي تنتجها المفاعلات النووية.
اكتشف الكيميائي الألماني روبرت بنسن والفيزيائي جوستاف كيرشوف السيزيوم في عام 1860 بطريقة مطيافية الانبعاث الذري المطورة حديثًا آنذاك. كانت التطبيقات الصغيرة الأولى للسيزيوم بمثابة «جامع» في الأنابيب المفرغة وفي الخلايا الكهروضوئية. في عام 1967، بناءً على دليل أينشتاين على أن سرعة الضوء هي البعد الأكثر ثباتًا في الكون، استخدم النظام الدولي للوحدات عدَدين موجيين محددين من طيف انبعاث السيزيوم -133 ليشارك في تعريف الثانية والمتر. منذ ذلك الحين، استخدم السيزيوم على نطاق واسع في الساعات الذرية عالية الدقة.
منذ التسعينيات، كان أكبر تطبيق للعنصر هو فورمات السيزيوم لسوائل الحفر، ولكن له مجموعة من التطبيقات في إنتاج الكهرباء والإلكترونيات والكيمياء. يبلغ عمر النصف للنظير المشع السيزيوم 137 حوالي 30 عامًا ويستخدم في التطبيقات الطبية والمقاييس الصناعية والهيدرولوجيا. تعتبر مركبات السيزيوم غير المشعة سامة بشكل معتدل، ولكن ميل المعدن النقي للتفاعل بشكل متفجر مع الماء يعني أن السيزيوم يعتبر مادة خطرة، وأن النظائر المشعة تمثل خطرًا صحيًا وبيئيًا كبيرًا في البيئة.
يتم الحصول على الجزء الأكبر من فلز السيزيوم من كلوريد السيزيوم بعملية كيميائية. ويتأين السيزيوم بسهولة عندما يسخن أو يعرض للضوء، حيث يتميز بالخاصية الكهروضوئية، وبسبب هذه الخاصية يستخدم السيزيوم في صمامات المضاعف الضوئي التي تقيس الضوء الضعيف جدًا. ويدرس العلماء استعمال السيزيوم وقودًا في محركات الدَّسر الأيوني في العربات الفضائية، كما أنهم يجرون تجارب على أساليب توليد القدرة التي تدخل فيها عملية تأيين السيزيوم.
أملاح السيزيوم تعطي لونا أزرقا بنفسجيا عند تعريضها للمنطقة غير المضيئة في لهب بنزن.
الاكتشاف
اكتشف السيزيوم العالمان الألمانيان روبرت بنسن وغوستاف روبرت كيرشهوف عام 1860م خلال التحليل الطيفي للمياه المعدنية في بلدة دوركهايم، وفي عام 1882م تمكن الكيميائي كارل ستربرگ من عزل الفلز النقي.
اكتشف السيزيوم الذي أخذ اسمه من الكلمة اللاتينية (caesius) التي تعني أزرق سماوي بسبب اللون الأزرق الفاتح الذي يوجد في طيف الانبعاث. يعتبرالسيزيوم العنصر الأول الذي يكتشف بطريقة التحليل الطيفي وليس بطريقة كيمائية. يستخدم أيضاً في تصميم مناظير الرؤية الليلية نظراً لقدرته على الاستغناء عن إلكترونه بتأثير الأشعة تحت الحمراء.
مميزاته
الخصائص الفيزيائية
Y-shaped yellowish crystal in glass ampoule, looking like the branch of a pine tree
يتم تخزين السيزيوم 133 عالي النقاء في الأرجون .
من بين جميع العناصر التي تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة، يعتبر السيزيوم أنعم: فهو يحتوي على صلابة 0.2 موس. إنه معدن شاحب مطيل للغاية، يغمق في وجود كميات ضئيلة من الأكسجين. عند وجود الزيت المعدني (حيث من الأفضل الاحتفاظ به أثناء النقل)، فإنه يفقد بريقه المعدني ويأخذ مظهرًا رمادي باهتًا. تبلغ درجة انصهاره 28.5 °م (83.3 °ف)، مما يجعلها واحدة من المعادن الأساسية القليلة التي تكون سائلة بالقرب من درجة حرارة الغرفة. الزئبق هو المعدن الأساسي المستقر الوحيد مع نقطة انصهار معروفة أقل من السيزيوم. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي المعدن على درجة غليان منخفضة نوعًا ما، 641 °م (1,186 °ف)، وهو أدنى مستوى بين جميع المعادن غير الزئبق. مركباته تحترق باللون الأزرق أو البنفسجي.
يشكل السيزيوم سبائك مع المعادن القلوية الأخرى والذهب والزئبق (الملغم). في درجات حرارة أقل من 650 °م (1,202 °ف)، فهي لا تتشابك مع الكوبالت أو الحديد أو الموليبدينوم أو النيكل أو البلاتين أو التنتالوم أو التنجستن. إنه يشكل مركبات بين المعادن محددة جيدًا مع الأنتيمون والغاليوم والإنديوم والثوريوم، وهي حساسة للضوء. يمتزج مع جميع المعادن القلوية الأخرى (باستثناء الليثيوم)؛ السبيكة ذات التوزيع المولي من 41٪ سيزيوم، 47٪ بوتاسيوم، و12٪ صوديوم لديها أدنى نقطة انصهار من أي سبيكة معدنية معروفة، عند −78 °م (−108 °ف). تمت دراسة عدد CsHg2 أسود مع بريق معدني أرجواني، بينما CsHg ذهبي اللون، وله بريق معدني أيضًا.
يأتي اللون الذهبي للسيزيوم من تناقص وتيرة الضوء المطلوب لإثارة إلكترونات الفلزات القلوية أثناء نزول المجموعة. بالنسبة لليثيوم من خلال الروبيديوم، يكون هذا التردد في الأشعة فوق البنفسجية، ولكن بالنسبة للسيزيوم، فإنه يدخل في النهاية الزرقاء والبنفسجية للطيف. بمعنى آخر، يصبح التردد البلازموني للمعادن القلوية أقل من الليثيوم إلى السيزيوم. وهكذا ينقل السيزيوم ويمتص جزئيًا الضوء البنفسجي بشكل تفضيلي بينما تنعكس الألوان الأخرى (ذات التردد المنخفض)؛ ومن ثم يبدو مصفر.
الخواص الكيميائية
معدن السيزيوم شديد التفاعل وشديد الاشتعال. يشتعل تلقائيًا في الهواء، ويتفاعل بشكل انفجاري مع الماء حتى في درجات الحرارة المنخفضة، أكثر من المعادن القلوية الأخرى (المجموعة الأولى من الجدول الدوري). يتفاعل مع الجليد عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى −116 °م (−177 °ف). بسبب هذه الفعالية العالية، يُصنف معدن السيزيوم على أنه مادة خطرة. يتم تخزينها وشحنها في هيدروكربونات جافة ومشبعة مثل الزيوت المعدنية. يمكن التعامل معها فقط تحت غاز خامل، مثل الأرجون. ومع ذلك، فإن انفجار ماء السيزيوم غالبًا ما يكون أقل قوة من انفجار ماء الصوديوم بكمية مماثلة من الصوديوم. وذلك لأن السيزيوم ينفجر فورًا عند ملامسته للماء، مما يترك القليل من الوقت لتراكم الهيدروجين. يمكن تخزين السيزيوم في أمبولات زجاجية من البورسليكات محكمة الغلق. بكميات تزيد عن حوالي 100 غرام (3.5 أونصة)، يتم شحن السيزيوم في حاويات محكمة الغلق من الفولاذ المقاوم للصدأ.
اكتشف الكيميائي الألماني روبرت بنسن والفيزيائي جوستاف كيرشوف السيزيوم في عام 1860 بطريقة مطيافية الانبعاث الذري المطورة حديثًا آنذاك. كانت التطبيقات الصغيرة الأولى للسيزيوم بمثابة «جامع» في الأنابيب المفرغة وفي الخلايا الكهروضوئية. في عام 1967، بناءً على دليل أينشتاين على أن سرعة الضوء هي البعد الأكثر ثباتًا في الكون، استخدم النظام الدولي للوحدات عدَدين موجيين محددين من طيف انبعاث السيزيوم -133 ليشارك في تعريف الثانية والمتر. منذ ذلك الحين، استخدم السيزيوم على نطاق واسع في الساعات الذرية عالية الدقة.
منذ التسعينيات، كان أكبر تطبيق للعنصر هو فورمات السيزيوم لسوائل الحفر، ولكن له مجموعة من التطبيقات في إنتاج الكهرباء والإلكترونيات والكيمياء. يبلغ عمر النصف للنظير المشع السيزيوم 137 حوالي 30 عامًا ويستخدم في التطبيقات الطبية والمقاييس الصناعية والهيدرولوجيا. تعتبر مركبات السيزيوم غير المشعة سامة بشكل معتدل، ولكن ميل المعدن النقي للتفاعل بشكل متفجر مع الماء يعني أن السيزيوم يعتبر مادة خطرة، وأن النظائر المشعة تمثل خطرًا صحيًا وبيئيًا كبيرًا في البيئة.
يتم الحصول على الجزء الأكبر من فلز السيزيوم من كلوريد السيزيوم بعملية كيميائية. ويتأين السيزيوم بسهولة عندما يسخن أو يعرض للضوء، حيث يتميز بالخاصية الكهروضوئية، وبسبب هذه الخاصية يستخدم السيزيوم في صمامات المضاعف الضوئي التي تقيس الضوء الضعيف جدًا. ويدرس العلماء استعمال السيزيوم وقودًا في محركات الدَّسر الأيوني في العربات الفضائية، كما أنهم يجرون تجارب على أساليب توليد القدرة التي تدخل فيها عملية تأيين السيزيوم.
أملاح السيزيوم تعطي لونا أزرقا بنفسجيا عند تعريضها للمنطقة غير المضيئة في لهب بنزن.
الاكتشاف
اكتشف السيزيوم العالمان الألمانيان روبرت بنسن وغوستاف روبرت كيرشهوف عام 1860م خلال التحليل الطيفي للمياه المعدنية في بلدة دوركهايم، وفي عام 1882م تمكن الكيميائي كارل ستربرگ من عزل الفلز النقي.
اكتشف السيزيوم الذي أخذ اسمه من الكلمة اللاتينية (caesius) التي تعني أزرق سماوي بسبب اللون الأزرق الفاتح الذي يوجد في طيف الانبعاث. يعتبرالسيزيوم العنصر الأول الذي يكتشف بطريقة التحليل الطيفي وليس بطريقة كيمائية. يستخدم أيضاً في تصميم مناظير الرؤية الليلية نظراً لقدرته على الاستغناء عن إلكترونه بتأثير الأشعة تحت الحمراء.
مميزاته
الخصائص الفيزيائية
Y-shaped yellowish crystal in glass ampoule, looking like the branch of a pine tree
يتم تخزين السيزيوم 133 عالي النقاء في الأرجون .
من بين جميع العناصر التي تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة، يعتبر السيزيوم أنعم: فهو يحتوي على صلابة 0.2 موس. إنه معدن شاحب مطيل للغاية، يغمق في وجود كميات ضئيلة من الأكسجين. عند وجود الزيت المعدني (حيث من الأفضل الاحتفاظ به أثناء النقل)، فإنه يفقد بريقه المعدني ويأخذ مظهرًا رمادي باهتًا. تبلغ درجة انصهاره 28.5 °م (83.3 °ف)، مما يجعلها واحدة من المعادن الأساسية القليلة التي تكون سائلة بالقرب من درجة حرارة الغرفة. الزئبق هو المعدن الأساسي المستقر الوحيد مع نقطة انصهار معروفة أقل من السيزيوم. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي المعدن على درجة غليان منخفضة نوعًا ما، 641 °م (1,186 °ف)، وهو أدنى مستوى بين جميع المعادن غير الزئبق. مركباته تحترق باللون الأزرق أو البنفسجي.
يشكل السيزيوم سبائك مع المعادن القلوية الأخرى والذهب والزئبق (الملغم). في درجات حرارة أقل من 650 °م (1,202 °ف)، فهي لا تتشابك مع الكوبالت أو الحديد أو الموليبدينوم أو النيكل أو البلاتين أو التنتالوم أو التنجستن. إنه يشكل مركبات بين المعادن محددة جيدًا مع الأنتيمون والغاليوم والإنديوم والثوريوم، وهي حساسة للضوء. يمتزج مع جميع المعادن القلوية الأخرى (باستثناء الليثيوم)؛ السبيكة ذات التوزيع المولي من 41٪ سيزيوم، 47٪ بوتاسيوم، و12٪ صوديوم لديها أدنى نقطة انصهار من أي سبيكة معدنية معروفة، عند −78 °م (−108 °ف). تمت دراسة عدد CsHg2 أسود مع بريق معدني أرجواني، بينما CsHg ذهبي اللون، وله بريق معدني أيضًا.
يأتي اللون الذهبي للسيزيوم من تناقص وتيرة الضوء المطلوب لإثارة إلكترونات الفلزات القلوية أثناء نزول المجموعة. بالنسبة لليثيوم من خلال الروبيديوم، يكون هذا التردد في الأشعة فوق البنفسجية، ولكن بالنسبة للسيزيوم، فإنه يدخل في النهاية الزرقاء والبنفسجية للطيف. بمعنى آخر، يصبح التردد البلازموني للمعادن القلوية أقل من الليثيوم إلى السيزيوم. وهكذا ينقل السيزيوم ويمتص جزئيًا الضوء البنفسجي بشكل تفضيلي بينما تنعكس الألوان الأخرى (ذات التردد المنخفض)؛ ومن ثم يبدو مصفر.
الخواص الكيميائية
معدن السيزيوم شديد التفاعل وشديد الاشتعال. يشتعل تلقائيًا في الهواء، ويتفاعل بشكل انفجاري مع الماء حتى في درجات الحرارة المنخفضة، أكثر من المعادن القلوية الأخرى (المجموعة الأولى من الجدول الدوري). يتفاعل مع الجليد عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى −116 °م (−177 °ف). بسبب هذه الفعالية العالية، يُصنف معدن السيزيوم على أنه مادة خطرة. يتم تخزينها وشحنها في هيدروكربونات جافة ومشبعة مثل الزيوت المعدنية. يمكن التعامل معها فقط تحت غاز خامل، مثل الأرجون. ومع ذلك، فإن انفجار ماء السيزيوم غالبًا ما يكون أقل قوة من انفجار ماء الصوديوم بكمية مماثلة من الصوديوم. وذلك لأن السيزيوم ينفجر فورًا عند ملامسته للماء، مما يترك القليل من الوقت لتراكم الهيدروجين. يمكن تخزين السيزيوم في أمبولات زجاجية من البورسليكات محكمة الغلق. بكميات تزيد عن حوالي 100 غرام (3.5 أونصة)، يتم شحن السيزيوم في حاويات محكمة الغلق من الفولاذ المقاوم للصدأ.