Caesium
| Caesium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Pronunciation | /ˈsiːziəm/ ⓘ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alternative name | cesium (US) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Appearance | pale gold | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standard atomic weight Ar°(Cs) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Caesium in the periodic table | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomic number (Z) | 55 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Group | group 1: hydrogen and alkali metals | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Period | period 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Block | s-block | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electron configuration | [Xe] 6s1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrons per shell | 2, 8, 18, 18, 8, 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phase at STP | solid | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Melting point | 301.7 K (28.5 °C, 83.3 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Boiling point | 944 K (671 °C, 1240 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Density (at 20° C) | 1.886 g/cm3 [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| when liquid (at m.p.) | 1.843 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Critical point | 1938 K, 9.4 MPa[4] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of fusion | 2.09 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Heat of vaporization | 63.9 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molar heat capacity | 32.210 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapour pressure
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| Atomic properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidation states | common: +1 −1[5] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegativity | Pauling scale: 0.79 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionization energies |
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| Atomic radius | empirical: 265 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Covalent radius | 244±11 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals radius | 343 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spectral lines of caesium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Other properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Natural occurrence | primordial | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Crystal structure | body-centred cubic (bcc) (cI2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lattice constant | a = 616.2 pm (at 20 °C)[3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal expansion | 92.6×10−6/K (at 20 °C)[3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal conductivity | 35.9 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrical resistivity | 205 nΩ⋅m (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetic ordering | paramagnetic[6] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young's modulus | 1.7 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bulk modulus | 1.6 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohs hardness | 0.2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brinell hardness | 0.14 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Number | 7440-46-2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| History | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Naming | from Latin caesius 'bluish grey', for its spectral colours | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Discovery | Gustav Kirchhoff and Robert Bunsen (1860) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| First isolation | Carl Setterberg (1882) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotopes of caesium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Caesium (IUPAC spelling;[8] also spelled cesium in American English) is a chemical element; it has symbol Cs and atomic number 55. It is a soft, silvery-golden alkali metal with a melting point of 28.5 °C (83.3 °F; 301.6 K), which makes it one of only five elemental metals that are liquid at or near room temperature. Caesium has physical and chemical properties similar to those of rubidium and potassium. It is pyrophoric and reacts with water even at −116 °C (−177 °F). It is the least electronegative stable element, with a value of 0.79 on the Pauling scale. It has only one stable isotope, caesium-133. Caesium is mined mostly from pollucite. Caesium-137, a fission product, is extracted from waste produced by nuclear reactors. It has the largest atomic radius of all elements whose radii have been measured or calculated, at about 260 picometres.
The German chemist Robert Bunsen and physicist Gustav Kirchhoff discovered caesium in 1860 by the newly developed method of flame spectroscopy. The first small-scale applications for caesium were as a "getter" in vacuum tubes and in photoelectric cells. Caesium is widely used in highly accurate atomic clocks. In 1967, the International System of Units began using a specific hyperfine transition of neutral caesium-133 atoms to define the basic unit of time, the second.
Since the 1990s, the largest application of the element has been as caesium formate for drilling fluids, but it has a range of applications in the production of electricity, in electronics, and in chemistry. The radioactive isotope caesium-137 has a half-life of about 30 years and is used in medical applications, industrial gauges, and hydrology. Nonradioactive caesium compounds are only mildly toxic, but the pure metal's tendency to react explosively with water means that it is considered a hazardous material, and the radioisotopes present a significant health and environmental hazard.
- ^ "Standard Atomic Weights: Caesium". CIAAW. 2013.
- ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip J. H.; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro A. J. (4 May 2022). "Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. doi:10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
- ^ a b c Arblaster, John W. (2018). Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements. Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
- ^ Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. p. 4.121. ISBN 1-4398-5511-0.
- ^ Dye, J. L. (1979). "Compounds of Alkali Metal Anions". Angewandte Chemie International Edition. 18 (8): 587–598. doi:10.1002/anie.197905871.
- ^ "Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds". Handbook of Chemistry and Physics (PDF) (87th ed.). CRC press. ISBN 0-8493-0487-3. Retrieved 26 September 2010.
- ^ Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3) 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ "IUPAC Periodic Table of Elements". International Union of Pure and Applied Chemistry. Archived from the original on 10 April 2016. Retrieved 2 February 2018.