Најактивнији метали су елементи групе И и ИИ, смештени на левој страни периодног система. Метал се сматра активним када реагује снажно и брзо са другим елементима.Реактивност метала се повећава како се крећемо од врха до дна периодног система.
Изузетак је водоник који се не сматра металом и налази се у горњем левом углу Менделејева периодичног система хемијских елемената.
Најактивнији метали на свету
Према реактивности металних елемената наведених у периодном систему хемијских елемената, они се деле у три групе:
- Активни метали.
- Метали средње активности.
- Нискоактивни метали.
Најактивнији метали на Земљи су литијум, цезијум и францијум.
Цезиј је најактивнији од нерадиоактивних елемената. То је ретки сребрно-жути сјајни метал са атомским бројем (бројем протона у језгру) од 55. Веома је мекан елемент који ће се растопити у вашим рукама - ако не експлодира раније, јер снажно реагује на влагу.
Постоји и високо радиоактивни елемент, францијум, који је можда активнији од цезијума. Или можда неће, вероватно никада нећемо сазнати, јер францијум није само изузетно радиоактиван, већ и изузетно редак метал.
Последњи од три најактивнија метала - литијум - има занимљиво својство. Даје гримизну боју пламену.
Ево видео демонстрације активности литијума, натријума, калијума, рубидијума и цезијума.
Шта је цезијум
Цезиј припада алкалним металима. Они су високо реактивни и не јављају се слободно у природи. Ови метали су такође врло пластични и добри су топлотни и електрични проводници.
Цезијум је био први елемент који се могао детектовати спектроскопом. Открили су га 1860. године немачки хемичари Роберт Бунсен и Густав Кирцххофф када су анализирали спектар минералне воде са извора Бад Дирхајм.
Цезиј се природно појављује у минералима полуцит и лепидолит. Такође се налази у многим алумосиликатима као што су берил, петалит и карналит. Најбогатије познато налазиште цезијума налази се у Канади, на обали језера Берницк Лаке. Тамо је концентрисано око 70% свих земаљских резерви. Занимљиво је да је ово језеро место годишњег фестивала цезијума (24. фебруара), када тоне ове супстанце изгоре у снегу, а превлада још једно лудило цезијума.
А цезијум је такође нуспродукт нуклеарне фисије у реакторима.
Својства цезијума
Нека цезијум и не најтежи метал на свету, али је најактивнији и има низ јединствених својстава:
- Спонтано гори у ваздуху и тренутно експлодира у додиру са водом или влагом у било ком облику, чак и са ледом до -116 Ц.
- Гори бриљантно плавим пламеном. Неупућенима се пламен чини љубичастим, а не плавим, али након довољно медитације, проучавања хемијских дела и блажених сати проведених у страху пре него што цезијум изгори, открива се права плава природа његовог пламена.
- Назив „цезијум“ потиче од две светло плаве линије у његовом спектру емисија. У преводу са латинског, „цезиј“ значи „небеско плаво“.
- Његов хидроксид (течно растопљено стање) способан је да једе кроз месо, стакло и многе друге супстанце. Само метални родијум и бројне његове легуре су у стању да издрже топљење цезијум-хидроксида.
- Цезијум јодид и бромид се користе као централне компоненте у производњи високо прецизне оптике, укључујући оптику, наочаре и двоглед за ноћни вид. Цезиј се такође експериментално користи у јонским погонским системима за свемирске летелице због ниског потенцијала јонизације.
- Цезијум се користи за стварање најтачнијих атомских сатова. Чак најбољи ручни сат на свету може заостајати неколико секунди или чак минут. Али атомски сатови засновани на цезијуму губе само секунду у пет милијарди година.
- Природни цезијум састоји се од једног стабилног изотопа, Цс 133. Постоји 30 других радиоактивних изотопа за које је познато да испуњавају опсег од Цс 114 до Цс 145. Цезијум-137 (ака радиоцезијум) једна је од биолошки најопаснијих компоненти радиоактивног отпада и нуклеарних падавина. Акумулира се у живим организмима, па чак и у гљивама, а највећи садржај има ирваса и водених птица у Северној Америци.
Људи и животиње су стално изложени минималним количинама цезијума једући, дишући и пијући. Иако је мало вероватно да ћемо се разболети само од цезијума, дуготрајно излагање може довести до штетних ефеката на здравље, укључујући мучнину, повраћање, крварење и оштећење ћелија.
Лечење цезијумом и раком
Чак је и Парацелсус тврдио да је све отров, а све лек. То је само дозирање. А што се тиче цезијума, речи Парацелсуса су апсолутно тачне.
Тренутно се цезијум истражује за лечење неколико облика карцинома, укључујући туморе на мозгу. Цезијум-131, радиоактивни изотоп цезијума, смештен је заједно са другим радиоактивним изотопом (јод-125) у капсулу за брахитерапију („семе“).
Према Америчком друштву за брахитерапију, капсула за брахитерапију је радиоактивна „махуна“ која се ставља директно у канцерогено ткиво. Ова семена су ефикасна за неколико облика карцинома, укључујући рак простате, грлића материце и ендометријума.
У једној студији, групи од 24 пацијента са туморима мозга у тумор је уграђено семе брахиотерапије цезијум-131. Било је минималних нежељених ефеката, али пацијенти су генерално добро подносили овај облик лечења.
Идеја да се семе цезијум-131 користи за брахитерапију као лечење рака датира још из 1960-их и описана је у студији објављеној у часопису Радиологи. Студија из 2009. године објављена у часопису Медицал Пхисицс расправљала је о употреби семена цезијума-131 за лечење рака простате са позитивним резултатима.
Потребно је више истраживања пре него што лечење цезијумом заузме место у медицини. До сада су, међутим, истраживања показала да обећава употреба цезијума-131 за лечење тумора рака брахиотерапијом.
Поређење цезијума и Француске
Попут цезијума, и францијум (Фр) припада алкалним металима (само радиоактивним) и има изузетно високу хемијску активност.
- Густина француске је 1,87 грама по кубном центиметру, што је упоредиво са густином цезијума - 1,887 грама по кубном центиметру.
- Цезијум и францијум су два од четири метала који на собној температури постају течни. Жива и галијум имају исто својство.
- Интеракција цезијума са водом се дешава врло ефикасно - експлозијом, стварањем хидроксида ЦсОХ и водоника Х2. Францијум и вода се такође не нарочито „воле“, а у интеракцији настаје најјача алкалија - францијум хидроксид.
- Попут цезијума, и францијум се акумулира у живим организмима.Стога су изотопи овог метала нашли своју примену у медицини, за дијагнозу рака и разна биолошка истраживања.
- Али у погледу преваленције, цезијум је далеко испред францијума. У свету се сваке године ископа око 20 тона концентроване руде цезијума. Према ПериодицТабле, цезијум је 50. најраспрострањенији елемент у земљиној кори. Француске, међутим, у целој земљиној кори има око 340 грама.
Односно, својства два најактивнија метала на планети су веома слична.
Поређења цезијума и литијума
Литијум је један од 3 најактивнија метала на планети. То је кључна компонента у батеријама које напајају паметне телефоне, преноснике и електрична возила. Више од половине светских залиха литијума долази из „литијумског троугла“ - Боливије, Чилеа и Аргентине. Највећи извор литијума из соли је чилеанска пустиња Атацама.
- Попут цезијума, литијум је алкални метал. И, попут цезијума, у природи се јавља само у облику једињења. Штавише, трагови литијума налазе се у готово свим магматским стенама и у многим минералним изворима. Био је то један од три елемента која је створио Велики прасак, заједно са водоником и хелијумом.
- У земљиној кори има мало литијума и цезијума - 21 г / т, односно 3,7 г / т.
- Ако се цезијум запали у ваздуху, у интеракцији са кисеоником, тада се литијум може чак неко време чувати и на отвореном. Због ове „толеранције“, литијум је једини алкални метал који не захтева складиштење у керозину. Такође може да пренесе „ватрене поздраве“ у интеракцији са кисеоником, али само на високим температурама.
- Литијум је најмањи густи метал (0,533 г / цм3). Цезијум има много већу густину - 1,887 грама по кубном центиметру. Лакоћа литијума значи да може да складишти енергију без додавања гравитације различитим уређајима.
- Али у смислу ниске тачке топљења, литијум даје предност цезијуму. Његова тачка топљења је 180,5 степени Целзијуса. А цезијум се топи већ на 28,4 степени Целзијуса.
- Али литијум брзо кључа - на 134 степени, али није лако довести цезију до кључања, потребна је температура од 678 степени.
- И литијум и цезијум се лако режу обичним ножем.