Найбільш активними металами є елементи I і II груп, що знаходяться з лівого боку періодичної таблиці Менделєєва. Метал вважається активним, коли він сильно і швидко реагує з іншими елементамі.Реакціонная здатність металу зростає в міру того, як ми переходимо від верхньої до нижньої частини періодичної таблиці.
Винятком є водень, який не зважає металом і розміщений у верхньому лівому кутку періодичної системи хімічних елементів Менделєєва.
Найактивніші метали в світі
За реакційної здатності металевих елементів, перерахованих в періодичній таблиці хімічних елементів, вони поділяються на три групи:
- Активні метали.
- Середній активності метали.
- Малоактивні метали.
Найбільш активні метали на Землі - літій, цезій і Францій.
Цезій - самим активний з нерадіоактивних елементів. Це рідкісний сріблясто-жовтий блискучий метал з атомним числом (число протонів в ядрі) 55. Це дуже м'який елемент, який буде танути в ваших руках - якщо не вибухне раніше, так як він сильно реагує на вологу.
Існує також дуже радіоактивний елемент, францій, який може бути більш активним, ніж цезій. Або не може, ми, ймовірно, ніколи цього не дізнаємося, тому що францій не тільки вкрай радіоактивний, але і вкрай рідкісний метал.
Останній з трійки найбільш активних металів - літій - володіє цікавою властивістю. Він надає малиновий колір язикам полум'я.
Ось відео-демонстрація активності літію, натрію, калію, заліза і цезію.
Що таке цезій
Цезій відноситься до лужних металів. Вони дуже реакційноздатні, і не зустрічаються вільно в природі. Ці метали також дуже пластичні, вони хороші теплові та електричні провідники.
Цезій був першим елементом, який можна було виявити з спектроскопом. У 1860 році його відкрили німецькі хіміки Роберт Бунзен і Густав Кірхгоф, коли аналізували спектр мінеральної води з Бад-Дюркхаймского джерела.
Цезій зустрічається природним чином в мінералах поллуцита і лепідоліту. Також він міститься в багатьох алюмосилікатах, таких як берил, петаліт і карналлит. Найбагатший з відомих родовищ цезію знаходиться в Канаді, на березі озера Берник-Лейк. Там зосереджено близько 70% всіх земних запасів. Цікаво, що це озеро є місцем проведення щорічного фестивалю цезію (24 лютого), коли в снігу спалюються тонни цієї речовини, і переважає інше цезієві безумство.
А ще цезій є побічним продуктом ядерного ділення в реакторах.
Властивості цезію
Нехай цезій і не самий важкий метал в світі, зате він найактивніший і володіє рядом унікальних властивостей:
- Він спонтанно горить на повітрі і моментально вибухає при контакті з водою або вологою в будь-якій формі, навіть з льодом до -116 С.
- Він горить блискучим блакитним полум'ям. Непосвяченим полум'я здається пурпуровим, а не синім, однак після достатньої медитації, вивчення праць з хімії та блаженних годин, проведених в благоговінні перед тим, як горить цезій, розкривається справжня синя природа його полум'я
- Назва «цезій» походить від двох яскраво-синіх ліній в його емісійному спектрі. У перекладі з латинської «caesius» означає «небесно-синій».
- Його гідроксид (рідке розплавлене стан) здатний проїсти плоть, скло і багато інших речовин. Лише метал родій і ряд його сплавів здатні протистояти розплаву гідроксиду цезію.
- Йодид і бромід цезію використовуються в якості центральних компонентів при виробництві високоточної оптики, в тому числі прицілів, окулярів і біноклів нічного бачення. Цезій також експериментально використовувався в іонних силових установках для космічних апаратів, через його низького потенціалу іонізації.
- Цезій використовується при створенні найточніших атомних годин. Навіть найкращі наручний годинник в світі можуть відставати на кілька секунд або навіть хвилину. А ось атомний годинник на основі цезію втрачають всього одну секунду в п'ять мільярдів років.
- Природний цезій складається з одного стабільного ізотопу, Cs 133. Відомо 30 інших радіоактивних ізотопів, що заповнюють діапазон від Cs 114 до Cs 145. Цезій-137 (він же радіоцезій) є одним з найбільш біологічно небезпечних компонентів радіоактивних відходів і ядерних опадів. Він накопичується в живих організмах і навіть в грибах, а найвища його зміст виявлено в у північних оленів і водоплавних птахів в Північній Америці.
Люди і тварини постійно піддаються впливу мінімального кількостей цезію при їжі, диханні і питво. Хоча малоймовірно, що ми будемо вболівати тільки через цезію, його тривалий вплив може призвести до несприятливих наслідків для здоров'я, включаючи нудоту, блювоту, кровотеча і пошкодження клітин.
Цезій і лікування раку
Ще Парацельс стверджував, що все є отрута, і все є ліки. Справа лише в дозуванні. І коли мова заходить про цезіі, то слова Парацельса абсолютно вірні.
В даний час досліджується ефективність цезію для лікування декількох форм раку, включаючи пухлини головного мозку. Цезій-131, радіоактивний ізотоп цезію, разом з іншим радіоактивним ізотопом (йодом-125) поміщають в брахітерапевтіческую капсулу ( «насіння»).
За даними Американського товариства брахітерапії, брахітерапевтіческая капсула є радіоактивним «стручком», який поміщається безпосередньо в ракову тканину. Таке насіння ефективні при декількох формах раку, включаючи рак простати, шийки матки і ендометрію.
В одному з досліджень групі з 24 пацієнтів з пухлинами головного мозку були імплантовані в пухлину брахіотерапевтіческіе насіння з цезієм-131. Були відзначені мінімальні побічні ефекти, але в цілому пацієнти добре перенесли цю форму лікування.
Ідея використання насіння брахітерапії з цезієм-131 в якості лікування раку виникла ще в 1960-х роках і була описана в дослідженні, опублікованому в журналі «Радіологія». У дослідженні, опублікованому в журналі Medical Physics, в 2009 році обговорювалося використання насіння цезію-131 для лікування раку передміхурової залози з позитивними результатами.
Необхідно більше досліджень, перш ніж лікування цезієм міцно займе своє місце в медицині. Однак поки що дослідження доводять, що використання цезію-131 для лікування ракових пухлин за допомогою брахіотерапії є обнадійливим.
Порівняння цезію і франція
Як і цезій, францій (Fr) відноситься до лужних металів (тільки радіоактивним) і має вкрай високу хімічну активність.
- Щільність франція становить 1,87 грама на кубічний сантиметр, що можна порівняти з щільністю цезію - 1,879 грама на кубічний сантиметр.
- Цезій і Францій - два з чотирьох металів, які стають рідкими при кімнатній температурі. Таким же властивістю володіють ртуть і галій.
- Взаємодія цезію з водою відбувається досить ефектно - з вибухом, утворенням гідроксиду CsOH і водню H2. Францій і вода теж не особливо «люблять» один одного, і при їх взаємодії утворюється найсильніша луг - гідроксид франція.
- Як і цезій, францій накопичується в живих організмах. Тому ізотопи даного металу знайшли своє застосування в медицині, для діагностики раку і різних біологічних досліджень.
- А ось за поширеністю цезій далеко випереджає франций. Щорічно в світі видобувається близько 20 тонн збагаченої руди цезію. За даними PeriodicTable, цезій є 50-м найбільш поширеним елементом земної кори. Франція ж в усій земній корі налічується близько 340 грам.
Тобто за своїми властивостями два найактивніших металу на планеті дуже схожі.
Порівняння цезію і літію
Літій входить в топ-3 самих активних металів на планеті. Це ключовий компонент в батареях, які живлять смартфони, ноутбуки та електромобілі. Більше половини поставок літію в світі йде з «літієвого трикутника» - Болівії, Чилі та Аргентини. Найбільший джерело з отримання літію з солі - це чилійська пустеля Атакама.
- Подібно цезію, літій відноситься до лужних металів. І, як і цезій, зустрічається в природі тільки у вигляді сполук. При цьому сліди літію знаходяться майже в усіх вивержених породах і в багатьох мінеральних джерелах. Це був один з трьох елементів, створених Великим вибухом, поряд з воднем і гелієм.
- Літія і цезію в земній корі мало - 21 г / т і 3,7 г / т відповідно.
- Якщо цезій запалюється на повітрі, взаємодіючи з киснем, то літій навіть може деякий час зберігатися на відкритому повітрі. Завдяки подібній «терпимості» літій є єдиним представником лужних металів, що не вимагає зберігання в гасі. Він теж може передати «полум'яний привіт» при взаємодії з киснем, але лише при високій температурі.
- Літій -наіменее щільний метал (0,533 г / см3). У цезію щільність набагато більше - 1,879 грама на кубічний сантиметр. Легкість літію означає, що він може зберігати енергію додаючи тяжкості різних пристроїв.
- А ось по низькоплавких літій дає фору цезію. Його температура плавлення становить 180,5 градуса Цельсія. А цезій плавиться вже при 28,4 градуса Цельсія.
- Зате літій швидко закипає - при 134 градусах, а ось довести до кипіння цезій непросто, необхідна температура в 678 градусів.
- І літій і цезій легко ріжуться звичайним ножем.