في الكيمياء يعد عنصر السيزيوم أحد العناصر الكيميائية برمز Cs ورقم ذري مقداره 55 في الجدول الدوري، كما يصنف معدن السيزيوم على أنه أحد المعادن القلوية، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر السيزيوم
اسم العنصر (السيزيوم) مشتق من الكلمة اللاتينية (caesius) لـ “السماء الزرقاء”، والتي كانت عبارة عن لون خط السيزيوم في المطياف، لقد تم اكتشاف عنصر السيزيوم بواسطة الكيميائي الألماني روبرت فيلهلم بنسن والفيزيائي الألماني جوستاف روبرت كيرشوف في عام 1860 ميلادي، كما وقد تم عزله لأول مرة من قبل الكيميائي الألماني كارل ستيربيرج في عام 1882 ميلادي.
لقد تم اكتشاف السيزيوم من قبل روبرت فيلهلم بنسن وجوستاف روبرت كيرشوف، في عام 1860 ميلادي من خلال عملية التحليل الطيفي لمياه دوركهايم المعدنية، كما أنهم أطلقوا على السيزيوم اسم الخطوط الزرقاء التي لاحظوها في طيفها، أما اليوم فإنه يتم الحصول على السيزيوم بشكل أساسي من الملوثات المعدنية (CsAlSi2O6).
يعد الحصول على السيزيوم النقي أمرًا صعبًا نظرًا لأن خامات السيزيوم غالبًا ما تكون ملوثة بمعدن الروبيديوم، وهو عبارة عن عنصر مشابه كيميائيًا للسيزيوم، لذا للحصول على السيزيوم النقي، يتم سحق خامات السيزيوم والروبيديوم وثم تسخينها بمعدن الصوديوم حتى 650 درجة مئوية لتشكيل سبيكة يمكن فصلها بعد ذلك بعملية تعرف باسم التقطير التجزيئي.
السيزيوم المعدني شديد التفاعل ولا يمكن التعامل معه بسهولة، كما ويباع عادة على شكل أزيد السيزيوم (CsN3)، حيث يتم استرداد السيزيوم من أزيد السيزيوم عن طريق تسخينه، يتميز المعدن بطيف يحتوي على خطين ساطعين باللون الأزرق مع عدة خطوط أخرى بأطوال موجية حمراء وصفراء وخضراء، إنه أبيض فضي وناعم ومرن، كما إنه العنصر الأكثر حساسية للكهرباء والأكثر قلوية.
السيزيوم والغاليوموالزئبق هي عبارة عن المعادن الثلاثة الوحيدة التي تكون سائلة في درجة حرارة الغرفة، يتفاعل السيزيوم بشكل متفجر وقوي مع الماء البارد ويتفاعل مع الجليد عند درجات حرارة أعلى من -116 درجة مئوية، بالنسبة لهيدروكسيد السيزيوم أقوى قاعدة معروفة يهاجم الزجاج.
معلومات عامة عن عنصر السيزيوم
يحتوي السيزيوم على ثاني أدنى نقطة انصهار لجميع العناصر المعدنية، مما يقلل من استخداماته، ويتحد السيزيوم بسهولة مع الأكسجين ويستخدم كمواد جامدة، وهي تكون عبارة عن مادة تتحد مع الغازات النزرة من الأنابيب المفرغة وتقوم بإزالتها، يستخدم السيزيوم أيضًا في الساعات الذرية، والتي تصل دقتها إلى 5 ثوانٍ في 300 عام، والخلايا الكهروضوئية وكمحفز في هدرجة بعض المركبات العضوية.
ونظرًا لأن السيزيوم يتأين بسهولة وله كتلة عالية يمكن استخدام أيونات السيزيوم في يوم من الأيام كوقود دافع في المحركات الأيونية على المركبات الفضائية، بسبب تقاربها الكبير مع الأكسجين يتم استخدام المعدن كـ “جامع” في أنابيب الإلكترون، كما أنها تستخدم في الخلايا الكهروضوئية، وكذلك محفز في هدرجة بعض المركبات العضوية.
يتفاعل السيزيوم بعنف مع الماء والجليد مكونًا هيدروكسيد السيزيوم ذو الصيغة الكيميائية التالية: (CsOH)، هيدروكسيد السيزيوم هو عبارة عن أقوى قاعدة معروفة، أما مركب كلوريد السيزيوم (CsCl) ومركب نترات السيزيوم (CsNO3) هما أكثر مركبات السيزيوم شيوعًا، كما ويستخدمان بشكل أساسي في إنتاج مواد كيميائية أخرى.
السيزيوم عبارة عن معدن قلوي يوجد في ليبيدوليت، بولوكتي (سيليكات رطبة من الألومنيوم والسيزيوم)، وفي مصادر أخرى، يقع أحد أغنى مصادر السيزيوم في العالم في بحيرة بيرنيك في مانيتوبا، كما ويقدر أن الرواسب تحتوي على 300 ألف طن من الملوثات بمتوسط 20٪ سيزيوم.
يمكن أن يتم عزل السيزيوم عن طريق عملية التحليل الكهربائي للسيانيد المنصهر وبواسطة عدد من الطرق المختلفة الأخرى، كما ويمكن تحضير السيزيوم النقي جدًا والخالي من الغاز عن طريق ما يعرف بعملية التحلل الحراري لأزيد السيزيوم.
ومن المعروف أنه يمكن أن يتم استخدام نظير السيزيوم (137-Cs) مع عمر نصف يبلغ ثلاثين عامًا، كمتتبع في الفطريات الفطرية وهي عبارة عن مصفوفة واسعة من خيوط تحت الأرض (ينبع من نمو فطر)؛ وذلك لمراقبة تثبيت نظير السيزيوم المشع هذا، أما بعد حادث المفاعل النووي في تشيرنوبيل لقد تم إطلاق كميات كبيرة من نظير السيزيوم (137-Cs) كمنتجات انشطارية في البيئة، كما ويبدو أن المناطق ذات التجمعات الفطرية الكبيرة والفطريات الفطرية تشل حركة النظير (137-Cs)، مما حد من عملية انتشار النظائر المشعة.
