سزیم

سزیم (سیزیم) عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Cs و عدد اتمی 55 مشخص می باشد. این عنصر نرم و نقره فام از فلزات قلیایی بوده و یکی از سه فلزی است که در حرارت اطاق به حالت مایع می باشند. قابل توجه ترین کاربرد این عنصر در ساعت های اتمی است.

سزیم به خصوص در "انگلیسی آمریکایی" گاهی به شکل cesium (با تلفظ سیزیم) نوشته می شود، اما بر اساس نظر IUPAC نام رسمی این عنصر، caesium (سزیم) است، گرچه از سال 1993 نوع نوشتاری cesium هم رسمیت یافته است.

خصوصیات قابل توجه

طیف الکترومغناطیس سیزیم دارای دو خط روشن در ناحیه آبی طیف و چندین خط دیگر در نواحی قرمز، زرد و سبز می باشد. این عنصر به رنگ طلایی مایل به نقره ای بوده ، و هر دو ویژگی نرمی و چکش خواری را دارد. سیزیم الکتروپوزیتیو ترین و قلیایی ترین عنصر شیمیایی است و همچنین دارای کمترین پتانسیل یونیزاسیون در بین عناصر می باشد. فراوانی سیزیم از پنج فلز قلیایی غیر رادیواکتیو دیگر کمتر است. ( از نظر فنی، فرانسیم، پایین ترین فلز قلیایی در جدول می باشد، اما چون بسیار رادیواکتیو بوده، و در یک زمان کمتر از یک گرم در کل زمین وجود دارد، فراوانی این عنصر را می توان عملاً صفر در نظر گرفت.)

سزیم به همراه گالیم و جیوه تنها فلزاتی هستند که در دمای اطاق به حالت مایع می باشند. سیزیم در آب سرد به صورت انفجاری واکنش می کند و در حرارت های بالای منهای 116درجه سلسیوس با یخ نیز واکنش دارد. هیدروکسید سیزیم (CsOH) قوی ترین قلیای شناخته شده است و شیشه را مورد حمله قرار می دهد.

کاربردها

چشمگیر ترین کاربرد سیزیم در ساعت های اتمی است که دقت آن ها 5 ثانیه در 300 سال است. Cs-134 در آب شناسی، به عنوان معیار سنجش خروجی سیزیم توسط صنعت نیروی اتمی به کار می رود. از این ایزوتوپ به این علت استفاده می گردد که کمتر از Cs-133 یا Cs-137 متداول است، ایزوتوپ ( Cs-134) را می توان به تنهایی با واکنش های اتمی تولید کرد. Cs-135 نیز در مورد فوق کاربرد دارد.

سیزیم مانند سایر عناصر گروه 1 میل ترکیبی زیادی با اکسیژن دارد و به عنوان "گیرنده" در لامپ های الکترون به کار می رود.

این عنصر همچنین در باطری های – نوری کاربرد دارد.

علاوه بر این ها سزیم به عنوان کاتالیزور در هیدروژنه کردن ترکیبات آلی خاصی مورد استفاده قرار می گیرد. اخیراً از این عنصر در سیستم رانش یونی استفاده شده است.

تاریخچه

سیزیم ( واژه لاتین caesius به معنی آبی آسمانی ) در سال 1860 به وسیله Robert Bunsen و Gustav Kirchhoff در آب معدنی Durkheim و بصورت طیف نمایی کشف شد. هویت آن بر اساس خط آبی درخشان در طیف آن بود و اولین عنصری است که به وسیله تحلیل طیف کشف گردید. اولین فلز سزیم در سال 1881 تولید شد. از سال 1967 سیستم بین المللی اوزان و مقیاس (SI) ، ثانیه را به عنوان چرخه های 770، 631، 9،192 تشعشع تعیین کرد که مطابق با جا به جایی بین دو سطح انرژی حالت پایه اتم Caesium-133 است. از نظر تاریخی مهم ترین کاربرد سزیم در تحقیق و توسعه و اساساً در کاربردهای شیمیایی و الکتریکی بوده است.

پیدایش

فلز قلیایی سیزیم در لپدولیت، پلوسیت ( هیدرات سیلیکات آلومینیوم و سزیم ) و منابع دیگری یافت می شود. یکی از مهم ترین و غنی ترین منابع این فلز در دریاچه Bernic واقع در Manitoba می باشد.

در این مکان 300000 تن پلوسیت با میانگین 20 % سیزیم برآورد شده است.

این عنصر را می توان با الکترولیز سیانید گداخته و چند روش دیگر جدا کرد. به وسیله تجزیه حرارتی آزید سیزیم می توان به صورت استثنایی سیزیم خالص و بدون گاز تهیه نمود. عمده ترین ترکیبات سیزیم کلرید و نیترات آن است. قیمت هر گرم سیزیم در سال 1997 تقریباً 30 دلار آمریکا بود.

ایزوتوپ هـا

سیزیم دارای 32 ایزوتوپ شناخته شده است که از تمامی عناصر دیگر بیشتر می باشد. جرم اتمی این ایزوتوپ ها بین 114 تا 145 می باشد. اگرچه این عنصر بیشترین تعداد ایزوتوپ ها را دارا می باشد، تنها یک ایزوتوپ پایدار طبیعی ( Cs-133) دارد. ایزوتوپ پرتوزا Cs-137 در مطالعات آب شناسی همانند کاربرد H-3 مورد استفاده است.Cs-137 از انفجار سلاح های اتمی و برون پاشی های نیروگاه های اتمی تولید می گردد. سیزیم 137 در سال 1954 با آغاز آزمایشات اتمی وارد اتمسفر شد و سریعاً در آن به صورت محلول در آمد. هرگاه Cs-137 وارد آب های زیرزمینی شود در سطوح خاک به جا مانده و عمدتاً به وسیله جا به جایی ذرات از محوطه خارج می شود. نتیجه این که فعالیت درونی این ایزوتوپ ها را می توان مانند عملکرد زمان برآورد نمود.

هشدارها

سیزیم در آب سرد بسیار انفجاری است. این عنصر را می توان به شدت سمی انگاشت. حتی برخی از رادیوایزوتوپ های آن بیشتر سمی می باشند.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تنظیم: مریم فروزان کیا