Wir überprüfen weiterhin einige der wichtigsten Materialien in der Wärmebehandlung und Metallurgie.

Cäsium (chemisches Symbol: Cs)

Cäsium (Abb. 1) ist ein seltenes, silbrig-goldenes, weiches, duktiles Alkalimetall, das das weichste aller Metalle in der Periodentabelle ist, mit einer wachsartigen Konsistenz bei Raumtemperatur. Cäsium ist auch das reaktionsfähigste aller Metalle und pyrophor, was bedeutet, dass es sich spontan entzündet, wenn es Wasser ausgesetzt wird, selbst in den in der Luft vorhandenen Feuchtigkeitsmengen.Aufgrund dieser Reaktivität muss Cäsium unter Inertgas / Flüssigkeit oder in einer Vakuumröhre aufbewahrt werden, um es vor Luft und Wasser zu schützen. Während dieser heftigen Reaktion bildet es Cäsiumhydroxid (CsOH), das die stärkste derzeit bekannte Base ist und Glas schnell korrodiert. Die am häufigsten hergestellten cäsiumhaltigen Verbindungen sind Cäsiumchlorid (CsCl) und Cäsiumnitrat (CsNO3), die beide zur Herstellung anderer Chemikalien verwendet werden.

Cäsium wurde erstmals 1860 von den deutschen Wissenschaftlern Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff bei der spektroskopischen Analyse von Mineralwasser aus einer nahe gelegenen Stadt entdeckt. Cäsium war das erste Element, das mit dem Spektroskop entdeckt wurde (Abb. 2), die Bunsen und Kirchhoff ein Jahr zuvor erfunden hatten.

Unter dem Spektroskop zeigte das Mineralwasser hellblaue Linien, die keinem anderen damals bekannten Element entsprachen. Sie nannten das unbekannte Element nach dem lateinischen Wort „caesius“, was Himmelblau bedeutet. Bei der weiteren Verwendung des Spektroskops entdeckten Bunsen und Kirchhoff auch das Element Rubidium. Reines Cäsium wird heute vor allem durch Extraktion aus dem Mineral Pollucit gewonnen (Abb. 3).

Da Cäsium den zweitniedrigsten Schmelzpunkt aller metallischen Elemente aufweist, sind seine Verwendungen recht begrenzt. Seine größte Verwendung in der Neuzeit ist in Cäsiumformiat-Bohrflüssigkeiten, die bei Ölbohrungen verwendet werden. Da sich Cäsium leicht mit Sauerstoff verbindet, wird es als Gettermaterial verwendet, das sich mit Spurengasen aus Vakuumröhren verbindet und diese entfernt.

Cäsium hat auch einige Anwendungen in extrem genauen Atomuhren. Eine auf Cäsium basierende Atomuhr verliert eine Sekunde pro 100 Millionen Jahre. Da Cäsium photoemissive Eigenschaften hat und Licht in Elektronenfluss umwandelt, wird es in Photozellen verwendet, um Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln.

Hier sind einige wichtige Fakten über Cäsium.

• Ordnungszahl: 55
• Atomgewicht: 132,90545196
• Schmelzpunkt: 301,59 K (28,44 ° C oder 83,19 °F)
• Siedepunkt: 944 K (671°C oder 1240°F)
• Dichte: 1.93 gramm pro Kubikzentimeter
• Phase bei Raumtemperatur: Fest
• Elementklassifizierung: Metall
• Periodennummer: 6
• Gruppennummer: 1
• Gruppenname: Alkalimetall
• Elektronenkonfiguration: 6s1