Najbolj aktivne kovine so elementi skupin I in II, ki se nahajajo na levi strani periodične tabele. Kovina velja za aktivno, kadar močno in hitro reagira z drugimi elementi. Reaktivnost kovine se poveča, ko se premikamo od vrha do dna periodične tabele.
Izjema je vodik, ki se ne šteje za kovino in se nahaja v zgornjem levem kotu periodičnega sistema kemičnih elementov Mendelejeva.
Najbolj aktivne kovine na svetu
Glede na reaktivnost kovinskih elementov, navedenih v periodični tabeli kemijskih elementov, jih delimo v tri skupine:
- Aktivne kovine.
- Povprečna aktivnost kovin.
- Neaktivne kovine.
Najbolj aktivne kovine na Zemlji so litij, cezij in Francija.
Cezij je najbolj aktiven neradioaktivnih elementov. To je redka srebrno-rumena svetleča kovina z atomsko številko (število protonov v jedru) 55. Je zelo mehak element, ki se bo stopil v vaših rokah - če prej ne eksplodira, saj močno reagira na vlago.
Obstaja tudi zelo radioaktivni element, Francija, ki je morda bolj aktiven kot cezij. Ali pa morda ne, verjetno nikoli ne bomo vedeli, saj Francija ni le izjemno radioaktivna, ampak tudi izjemno redka kovina.
Zadnja od treh najbolj aktivnih kovin - litij - ima zanimivo lastnost. V plamenih daje malinovo barvo.
Tukaj je video demonstracija aktivnosti litija, natrija, kalija, rubidija in cezija.
Kaj je cezij
Cezij se nanaša na alkalijske kovine. So zelo reaktivni in se v naravi ne pojavljajo prosto. Te kovine so tudi zelo duktilne, so dobri toplotni in električni prevodniki.
Cezij je bil prvi element, ki ga je bilo mogoče zaznati s spektroskopom. Leta 1860 sta jo odkrila nemška kemika Robert Bunsen in Gustav Kirchhoff, ko sta analizirala spekter mineralne vode izvira Bad Dürkheim.
Cezij najdemo naravno v mineralih poluucita in lepidolita. Najdemo ga tudi v številnih aluminosilikatih, kot so beril, petalit in karnalit. Najbogatejša znana nahajališča cezija se nahajajo v Kanadi, na obali jezera Bernick Lake. Tam je koncentriranih približno 70% vseh zemljiških rezerv. Zanimivo je, da je to jezero prizorišče vsakoletnega festivala cezija (24. februarja), ko tone te snovi gorijo v snegu in prevladuje druga cezijeva norost.
Cezij je tudi stranski produkt jedrske cepitve v reaktorjih.
Lastnosti cezija
Čeprav cezij ni najtežja kovina na svetu, je najaktivnejši in ima številne edinstvene lastnosti:
- V zraku spontano izgori in ob stiku z vodo ali vlago v kakršni koli obliki eksplodira, tudi z ledom do –116 С.
- Gori z briljantno modrim plamenom. Plamen se zdi nenavaden, ne modre barve, a po zadostni meditaciji, preučevanju del o kemiji in blaženih urah, preživetih v strahu, preden cezij gori, se razkrije prava modra narava njegovega plamena
- Ime "cezij" izvira iz dveh svetlo modrih črt v svojem emisijskem spektru. V prevodu iz latinščine "caesius" pomeni "nebesno modro."
- Njegov hidroksid (tekoče staljeno stanje) je sposoben jesti meso, steklo in številne druge snovi. Le rodijeva kovina in številne njene zlitine lahko prenesejo cezij hidroksid.
- Cezijev jodid in bromid se uporabljata kot osrednja sestavna dela pri proizvodnji visoko natančne optike, vključno s prizori, očali in daljnogledom za nočno gledanje. Cezij se zaradi nizkega ionizacijskega potenciala tudi eksperimentalno uporablja v ionskih elektrarnah za vesoljska plovila.
- Cezij se uporablja za ustvarjanje najbolj natančnih atomskih ur. Tudi najboljše ure na svetu lahko zaostajajo za nekaj sekund ali celo minuto. Toda atomske ure na osnovi cezija izgubijo samo eno sekundo v petih milijardah let.
- Naravni cezij je sestavljen iz enega stabilnega izotopa, Cs 133. 30 drugih radioaktivnih izotopov je znanih, ki zapolnjujejo območje od Cs 114 do Cs 145. Cezij-137 (znan tudi kot radiokazij) je ena izmed najbolj nevarnih sestavin radioaktivnih odpadkov in jedrskih izpadov. Akumulira se v živih organizmih in celo v glivah, največjo vsebnost pa ima severni jelen in vodne ptice v Severni Ameriki.
Ljudje in živali so ves čas izpostavljeni minimalnim količinam cezija, kadar jedo, dihajo in pijejo. Čeprav je malo verjetno, da bomo zboleli le zaradi cezija, lahko dolgotrajna izpostavljenost povzroči škodljive učinke na zdravje, vključno s slabostjo, bruhanjem, krvavitvami in poškodbami celic.
Cesij in zdravljenje raka
Paracelsus je trdil, da je vse strup in vse je zdravilo. Vprašanje je samo odmerjanje. In ko gre za cezij, so besede Paracelsusa popolnoma resnične.
Učinkovitost cezija pri zdravljenju več oblik raka, vključno z možganskimi tumorji, trenutno preiskujejo. Cezij-131 je radioaktivni izotop cezija skupaj z drugim radioaktivnim izotopom (jod-125) nameščen v kapsulo brahiterapije („seme“).
Po navedbah ameriškega združenja za brahiterapijo je kapsula brahiterapije radioaktivni "pod", ki se neposredno prilega raku. Taka semena so učinkovita pri več oblikah raka, vključno z rakom prostate, materničnega vratu in endometrija.
V eni študiji so skupini 24 bolnikov z možganskimi tumorji vsadili brahioterapevtska semena s cezijem-131. Opaženi so bili minimalni neželeni učinki, na splošno pa so bolniki to obliko zdravljenja dobro prenašali.
Zamisel o uporabi semen brahiterapije s cezijem-131 za zdravljenje raka se je pojavila že v šestdesetih letih prejšnjega stoletja in je bila opisana v študiji, objavljeni v reviji Radiology. Študija, objavljena leta 2009 v reviji Medical Physics, je obravnavala uporabo semen cezija-131 za zdravljenje raka prostate s pozitivnimi rezultati.
Potrebnih je več raziskav, preden zdravljenje s cezijem trdno prevzame svoje mesto v medicini. Vendar pa so študije doslej dokazale, da je uporaba cezija-131 za zdravljenje raka z brahioterapijo spodbudna.
Primerjava cezija in Francije
Tako kot cezij tudi France (Fr) spada med alkalijske kovine (le radioaktivne) in ima izjemno visoko kemijsko aktivnost.
- Gostota Francije je 1,87 grama na kubični centimeter, kar je primerljivo z gostoto cezija - 1,879 grama na kubični centimeter.
- Cezij in Francija sta dve od štirih kovin, ki postanejo tekoče pri sobni temperaturi. Živo srebro in galij imata isto lastnost.
- Interakcija cezija z vodo je zelo spektakularna - z eksplozijo, tvorbo hidroksida CsOH in vodika H2. Francija in voda se prav tako med seboj ne "ljubijo", in ko se medsebojno ukvarjata, nastane najmočnejša alkalija - francoski hidroksid.
- Tako kot cezij se tudi Francija kopiči v živih organizmih. Zato so izotopi te kovine našli svojo uporabo v medicini, za diagnosticiranje raka in različne biološke študije.
- Toda razširjenost cezija je daleč pred Francijo. Na svetu letno pridobijo približno 20 ton rude, obogatene s cezijem. Po PeriodicTable je cezij 50. najpogostejši element zemeljske skorje. Francija v celotni zemeljski skorji ima približno 340 gramov.
Dve najbolj aktivni kovini na planetu sta si po svojih lastnostih zelo podobni.
Primerjave cezija in litija
Litij je v top 3 najbolj aktivnih kovin na planetu. To je ključna komponenta v baterijah, ki napajajo pametne telefone, prenosnike in električne avtomobile. Več kot polovica svetovnih zalog litija prihaja iz "litijevega trikotnika" - Bolivije, Čila in Argentine. Največji vir litija iz soli je čilska puščava Atacama.
- Tako kot cezij tudi litij spada med alkalijske kovine. In tako kot cezij ga v naravi najdemo le v obliki spojin. Poleg tega sledovi litija najdemo v skoraj vseh magnetnih kamninah in v mnogih mineralnih izvirih. Bil je eden od treh elementov, ki jih je ustvaril Veliki prasak, skupaj z vodikom in helijem.
- Litij in cezij v zemeljski skorji sta majhna - 21 g / t oziroma 3,7 g / t.
- Če se cezij vname v zraku in medsebojno deluje s kisikom, potem lahko litij celo nekaj časa hranimo na prostem. Zaradi te „tolerance“ je litij edini predstavnik alkalnih kovin, ki ne potrebuje shranjevanja v kerozinu. Prav tako lahko prenaša "ognjene pozdrave", kadar komunicira s kisikom, vendar le pri visokih temperaturah.
- Litij je najmanj gosta kovina (0,533 g / cm3). Cezij ima veliko večjo gostoto - 1.879 gramov na kubični centimeter. Lahkotnost litija pomeni, da lahko shrani energijo brez dodajanja gravitacije različnim napravam.
- Toda litij z nizkim tališčem daje kesiju kvote. Njegova tališče je 180,5 stopinj Celzija. In cezij se topi že pri 28,4 stopinje Celzija.
- Toda litij zavre hitro - pri 134 stopinjah, vendar segrevanje cezija ne bo enostavno, potrebna je temperatura 678 stopinj.
- Tako litij kot cezij se zlahka razrežeta z navadnim nožem.
