Caesium

Eigenschaften
[Xe] 6s1 55Cs Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Caesium, Cs, 55
Elementkategorie	Alkalimetalle
Gruppe, Periode, Block	1, 6, s
Aussehen	goldgelb glänzend
CAS-Nummer	7440-46-2
EG-Nummer	231-155-4
ECHA-InfoCard	100.028.323
Massenanteil an der Erdhülle	6,5 ppm (42. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse	132,90545196(6)[3] u
Atomradius (berechnet)	265 (298) pm
Kovalenter Radius	244 pm
Van-der-Waals-Radius	343[4] pm
Elektronenkonfiguration	[Xe] 6s1
1. Ionisierungsenergie	3.893905695(24) eV[5] ≈ 375.7 kJ/mol[6]
2. Ionisierungsenergie	23.15745(6) eV[5] ≈ 2234.35 kJ/mol[6]
3. Ionisierungsenergie	33.195(4) eV[5] ≈ 3202.8 kJ/mol[6]
4. Ionisierungsenergie	43.0(1,7) eV[5] ≈ 4150 kJ/mol[6]
5. Ionisierungsenergie	56.0(1,9) eV[5] ≈ 5400 kJ/mol[6]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand	fest
Kristallstruktur	kubisch-raumzentriert
Dichte	1,90 g/cm3 (20 °C)[7]
Mohshärte	0,2
Magnetismus	paramagnetisch (χm = 5,2 · 10−6)[8]
Schmelzpunkt	301,59 K (28,44 °C)
Siedepunkt	963,2 K[9] (690 °C)
Molares Volumen	70,94 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	66,1 kJ/mol[9]
Schmelzenthalpie	2,09 kJ·mol−1
Austrittsarbeit	2,14 eV[10]
Elektrische Leitfähigkeit	4,76 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit	36 W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände	+1
Normalpotential	−2,923 V (Cs+ + e− → Cs)
Elektronegativität	0,79 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 131Cs {syn.} 9,689 d ε 0,352 131Xe 132Cs {syn.} 6,479 d ε 2,120 132Xe β− 1,280 132Ba 133Cs 100 % Stabil 134Cs {syn.} 2,0648 a β− 2,059 134Ba 135Cs {syn.} 2,3 · 106 a β− 0,2 135Ba 136Cs {syn.} 13,16 d β− 2,548 136Ba 137Cs {syn.} 30,17 a β− 0,512 (94,6 %) 137mBa β− 1,176 (5,4 %) 137Ba
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[11] Gefahr H- und P-Sätze H: 260​‐​314 EUH: 014 P: 231+232​‐​260​‐​280​‐​305+351+338​‐​370+378​‐​422[11]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Caesium (nach IUPAC) [ˈʦɛːzi̯ʊm] anhören^ⓘ/?, standardsprachlich Cäsium oder Zäsium (im amerikanischen Englisch Cesium), ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Cs und der Ordnungszahl 55. Im Periodensystem steht es in der 1. Hauptgruppe, bzw. der 1. IUPAC-Gruppe und gehört zu den Alkalimetallen. Caesium ist das schwerste stabile Alkalimetall.

Caesium wurde 1861 von Robert Wilhelm Bunsen und Gustav Robert Kirchhoff im Dürkheimer Mineralwasser der Maxquelle entdeckt. Aufgrund der zwei blauen Spektrallinien, mit denen das Element nachgewiesen wurde, benannten sie es nach dem lateinischen caesius für himmelblau. Das Reinelement konnte erstmals 1881 von Carl Theodor Setterberg dargestellt werden.

Caesium ist ein extrem reaktives, sehr weiches, goldfarbenes Metall. Da es sofort und sehr heftig mit Luft reagiert, wird es in abgeschmolzenen Glasampullen unter Inertgas aufbewahrt.

Eine biologische Bedeutung des nicht toxischen Elements ist nicht bekannt. Aufgrund der Ähnlichkeit zu Kalium wird es allerdings im Magen-Darm-Trakt resorbiert und analog zu Kalium vorwiegend im Muskelgewebe gespeichert. Deshalb fand das radioaktive Isotop Caesium-137 (¹³⁷Cs), ein Produkt der Kernspaltung, in der Öffentlichkeit besondere Beachtung, als es infolge der Katastrophe von Tschernobyl am 26. April 1986 in größeren Mengen in die Umwelt gelangte. Durch die großflächige Verteilung – und damit vergleichsweise geringe Konzentration – im Falle Tschernobyl ist von akuter Radiotoxizität nicht auszugehen, jedoch können chronische Effekte, insbesondere durch Bioakkumulation, nicht ausgeschlossen werden. Unfälle mit größeren Mengen Caesium-137 aus unsachgemäß entsorgten Abfällen der Nuklearmedizin wie der Goiânia-Unfall haben mehrfach zu Todesfällen durch die Strahlenkrankheit geführt, da hierbei sehr hohe akute Dosen auftraten.^[12][13]

1. ↑ Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Caesium) entnommen.
3. ↑ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
4. ↑ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. In: J. Phys. Chem. A. 113, 2009, S. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
5. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu cesium in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd).  Abgerufen am 11. Juni 2020.
6. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu caesium bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
7. ↑ N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. 1. Auflage. VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 97.
8. ↑ Robert C. Weast (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990, ISBN 0-8493-0470-9, S. E-129 bis E-145. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
9. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
10. ↑ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 6: Festkörper. 2. Auflage. Walter de Gruyter, 2005, ISBN 3-11-017485-5, S. 361.
11. ↑ ^{a b} Eintrag zu Cäsium in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Oktober 2020. (JavaScript erforderlich)
12. ↑ Cesium-137: A Deadly Hazard. Abgerufen am 20. April 2022. 
13. ↑ CDC Radiation Emergencies | Radioisotope Brief: Cesium-137 (Cs-137). 22. April 2019, abgerufen am 20. April 2022 (amerikanisches Englisch).