Caesium

Caesium

Cs ist das Elementsymbol für das chemische Element Cäsium (engl.: Cesium), dessen Ordnungszahl 55 beträgt. Der Atomkern enthält also 55 Protonen. Cäsium steht im Periodensystem in der ersten Hauptgruppe und gehört damit zu den Alkalimetallen wie Natrium oder Kalium. So hat auch Cäsium auf seiner äußeren Elektronenschale ein einzelnes Außenelektron, was das Atom sehr bindungsfreudig macht. Früher sprachen die Chemiker in diesem Fall von „Einwertigkeit“.
caesium

Name Caesium (Cäsium)
Symbol Cs
Ordnungszahl 55
Aussehen silbrig weiß glänzend
CAS-Nummer 7440-46-2
Gruppe Alkalimetalle

Jenes Cäsium mit dem Atomgewicht 133 (knapp), dessen Atomkern 78 Neutronen beinhaltet, ist stabil. Es gibt daneben aber noch mehrere instabile (radioaktive) Cäsium-Isotope mit den Atomgewichten: 131, 132, 134, 135, 136 und 137. Das Isotop 135-Cs hat allerdings mit 2.300.000 Jahren eine sehr lange Halbwertszeit und kann daher als quasi-stabil betrachtet werden.


1861 haben Gustav Robert Kirchhoff und Robert Wilhelm Bunsen das Element Cäsium in der „Maxquelle“ (Dürkheimer Mineralwasser) entdeckt. Das Element bildet im Lichtspektrum zwei typische blaue Linien aus. Da „caesius“ im Lateinischen für himmelblau steht, wurde das neue Element Cäsium genannt.

Wie oben erwähnt ist Cäsium ein sehr reaktives Element. Es ist ein festes, aber sehr weiches Metall mit einer Kristallstruktur, ungefähr goldfarben, aber in hochreinem Zustand auch eher silbrig glänzend. Mit einer Dichte von 1,9 Gramm pro Kubikzentimeter ist es ungefähr vergleichbar mit einem weichen Sedimentgestein. Der Schmelzpunkt liegt bereits bei etwas mehr als 28°C (Siedepunkt 690°C). Mit bzw. an der Luft reagiert es sofort sehr heftig. Aus diesem Grunde muss Cäsium in abgeschmolzenen Inert-Glasampullen gelagert werden. Im Körper von Mensch oder Tier kommt Cäsium normalerweise nicht vor. Es ist aber auch nicht giftig. Bei der EU-Gefahrstoffkennzeichnung sind „leicht entzündlich“ und „ätzend“ zu verwenden.

Das radioaktive Isotop 137-Cs hat eine gewisse Berühmtheit erlangt wegen der Explosion des Atomreaktors bei Tschernobyl im Frühjahr 1986. Bei dieser Katastrophe gelangten damals größere Mengen davon in die Umwelt. Dessen Halbwertzeit beträgt etwas mehr als 30 Jahre, d. h. zur Zeit ist ungefähr die Hälfte dieses radioaktiven Cäsiums zerfallen.

Verwendung von Caesium

Die Herstellung reinen Cäsiums und seine Lagerung sind kompliziert. Deshalb wird das Element eher selten eingesetzt, kommt wohl aber in der Forschung zur Anwendung. Da Cäsium sein wenig gebundenes Außenelektron leicht abgibt, ist es eine gute Elektronenquelle beispielsweise als Glühkathode.
Ein Übergang innerhalb des Cäsiumatoms liefert immer wieder gleich eine sehr definierte, hohe, elektromagnetische Frequenz. Dieser Umstand wird bereits seit 1967 als Basiswert für die genaue Zeitmessung verwendet. Etwas mehr als 9 Milliarden solcher Schwingungen ergeben nämlich eine Sekunde. Atomuhren basieren auf dieser Erkenntnis.
Wegen seiner hohen Reaktionsfreudigkeit wird Cäsium auch in manchen Vakuumröhren verwendet. Falls darin bei der Herstellung noch Restspuren von Gasen vorhanden sind, reagieren diese mit dem Cäsium und verschwinden auf diese Weise vollständig.


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