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【化学视频】地球上最活泼的金属是什么?

 金笑书屋 2020-02-28

高一的化学课里面,老师都给大家做过金属钠与水的反应,反应很剧烈,甚至会燃烧,金属量大的时候还会产生爆炸。钾比钠要活泼,钾的反应更加剧烈,那肯定有好奇的人会问:地球上最活泼的金属是什么呢?想知道答案,请看下面视频~



看完视频,大家都知道,地球上最活泼的元素就是铯!

但化学学得好的同学会有疑问,周期表左下角的元素就是最活泼的金属,而这种元素是钫(Fr)。但是钫是放射性元素,在自然界中非常罕见(含量1×10-21%),我们很难得到钫的单质。而铯的含量是3.2×10-4%,在自然界中可以找到含铯的矿物,所以铯的单质就成了地球上最活泼的金属。

铯单质

下面给大家介绍一下这个地球上最活泼的金属

(参考资料:百度百科,互动百科等)

1、发现简史

铯最早发现于1860年,本生和基尔霍夫创建光谱分析,他们用分光镜在浓缩的杜克海姆矿泉水中发现有两条明亮的蓝线,在锶线附近。经过研究确定这是一种新的元素,以拉丁文命名为“coesius”(意为天蓝色),英文为caesium(铯),符号为Cs。他们在杜克海姆矿泉水中只提取了少量的氯化铯,而铯单质的制备,要到1882年,德国化学家塞特贝格通过电解氰化铯(CsCN)和氰化钡[Ba(CN)2]的混合物时获得。

基尔霍夫

2、含量分布

铯在地壳中含量为3.2×10-4%,铯榴石是含铯矿物,也是提取铯的主要原料,铯元素一般分布在含矿物质较多的水中

3、物理性质

铯是带金黄色的金属,非常柔软(它的莫氏硬度是所有元素中最低的),具有延展性。铯的熔点很低,如果把金属铯放在手掌上,它都可以融化。

密度

1.875g/cm3

熔点

28.40℃(83.1℉)

沸点

678.4


4、化学性质

铯的化学性质极为活泼,铯在空气中生成一层灰蓝色的氧化铯,不到一分钟就可以自燃起来,发出深紫红色的火焰,生成很复杂的铯的氧化物(过氧化铯、超氧化铯、臭氧化铯等)。

在潮湿空气中,铯很容易与水蒸气反应,放出的热量能使铯熔化并燃烧。铯能与水发生剧烈的爆炸式反应。甚至能与-116℃的冰发生剧烈的反应,化学方程式:2Cs+2H2O = 2CsOH+H2↑。

铯能硫反应生成硫化铯。

铯与卤素也可生成稳定的卤化物。

铯和有机物也会发生同其他碱金属相类似的反应,但反应更为剧烈。例如,铯与乙醇能发生剧烈的反应,生成乙醇铯和氢气,放出的热量甚至能使乙醇燃烧。


铯在空气中自燃

5、制备方法

铯可以用电解法和热还原法制备。但是由于对电极有强腐蚀性,工业上一般不用电解法。工业制法是由氯化铯在高温下用金属钙还原制取金属铯,化学方程式:主要原理是铯的沸点比钙低,可以分离出气态的铯,从而使反应顺利进行。

6、主要应用

铯原子的最外层的电子绕着原子核旋转的速度,总是极其精确地在几十亿分之一秒的时间内转完一圈,稳定性比地球绕轴自转高得多。利用铯原子的这个特点,人们制成了一种新型的钟——铯原子钟,规定一秒就是铯原子振动”9192631770次(即相当于铯原子的两个超精细电子迁跃9192631770次)所需要的时间。这就是的最新定义。

铯原子钟的精确度能达到十亿分之一秒,连续走上三十万年,误差也不超过1s,有了像铯原子钟这样一类的钟表,人类就有可能从事更为精细的科学研究和生产实践,比如对原子弹和氢弹的爆炸、火箭和导弹的发射以及宇宙航行等等,实行高度精确的控制,当然也可以用于远程飞行和航海等领域。

NIM5铯原子喷泉钟

【危老师说】金属铯是比较稀有的金属,国外100g的价格2500欧元,1g装的卖到一百多欧元,所以做这视频的是真土豪。想像一下,你拿起一瓶铯,向空中挥一挥手,就烧掉2500欧元,那是什么感觉~ 当然,做科研的就不要在乎钱了!


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