Các kim loại hoạt động mạnh nhất là các nguyên tố của nhóm I và II, nằm ở phía bên trái của bảng tuần hoàn. Một kim loại được coi là hoạt động khi nó phản ứng mạnh và nhanh với các nguyên tố khác. Khả năng phản ứng của một kim loại tăng lên khi chúng ta di chuyển từ đầu xuống cuối của bảng tuần hoàn.
Ngoại lệ là hydro, không được coi là kim loại và nằm ở góc trên bên trái của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev.
Các kim loại hoạt động mạnh nhất trên thế giới
Theo khả năng phản ứng của các nguyên tố kim loại có tên trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, chúng được chia thành ba nhóm:
- Các kim loại hoạt động.
- Kim loại hoạt động trung bình.
- Kim loại hoạt động thấp.
Các kim loại hoạt động mạnh nhất trên Trái đất là liti, xêzi và franxi.
Xêzi là nguyên tố hoạt động mạnh nhất trong số các nguyên tố không phóng xạ. Nó là một kim loại sáng bóng màu vàng bạc hiếm có với số nguyên tử (số proton trong hạt nhân) là 55. Nó là một nguyên tố rất mềm sẽ tan chảy trong tay bạn - nếu nó không nổ sớm hơn, vì nó phản ứng mạnh với hơi ẩm.
Ngoài ra còn có một nguyên tố phóng xạ cao, franxi, có thể hoạt động mạnh hơn xêzi. Hoặc có thể không, chúng ta có thể sẽ không bao giờ biết được, bởi vì franxi không chỉ cực kỳ phóng xạ mà còn cực kỳ hiếm.
Kim loại cuối cùng trong số ba kim loại hoạt động mạnh nhất - liti - có một đặc tính thú vị. Nó tạo ra màu đỏ thẫm cho ngọn lửa.
Đây là một đoạn video minh họa hoạt động của liti, natri, kali, rubidi và xêzi.
Cesium là gì
Xesi thuộc các kim loại kiềm. Chúng có phản ứng cao và không xảy ra tự do trong tự nhiên. Các kim loại này cũng rất dẻo và là chất dẫn nhiệt và dẫn điện tốt.
Cesium là nguyên tố đầu tiên có thể được phát hiện bằng kính quang phổ. Năm 1860, nó được các nhà hóa học người Đức Robert Bunsen và Gustav Kirchhoff phát hiện khi họ phân tích quang phổ của nước khoáng từ suối Bad Dürkheim.
Cesium xuất hiện tự nhiên trong các khoáng chất gây ô nhiễm và lepidolite. Nó cũng được tìm thấy trong nhiều chất aluminosilicat như beryl, cánh hoa và carnallit. Kho chứa cesium giàu nhất được biết đến nằm ở Canada, trên bờ Hồ Bernick. Khoảng 70% trữ lượng của trái đất tập trung ở đó. Thật kỳ lạ, hồ này là địa điểm diễn ra Lễ hội Cesium hàng năm (24 tháng 2), khi hàng tấn chất này được đốt cháy trong tuyết, và một trận cuồng phong khác chiếm ưu thế.
Cesium cũng là một sản phẩm phụ của quá trình phân hạch hạt nhân trong các lò phản ứng.
Thuộc tính Cesium
Hãy để cesium và không kim loại nặng nhất trên thế giới, nhưng nó là hoạt động tích cực nhất và có một số thuộc tính duy nhất:
- Nó bốc cháy tự phát trong không khí và phát nổ ngay lập tức khi tiếp xúc với nước hoặc hơi ẩm dưới mọi hình thức, ngay cả khi băng xuống -116 C.
- Nó cháy với ngọn lửa xanh rực rỡ. Đối với những người chưa quen, ngọn lửa có màu tím chứ không phải màu xanh lam, nhưng sau khi thiền định đủ, nghiên cứu các công trình hóa học và trải qua những giờ hạnh phúc trong sự kinh ngạc trước khi cesium cháy, bản chất màu xanh thực sự của ngọn lửa được tiết lộ.
- Tên "xêzi" xuất phát từ hai vạch sáng màu xanh lam trong quang phổ phát xạ của nó. Dịch từ tiếng Latinh "caesius" có nghĩa là "bầu trời xanh".
- Hydroxit của nó (trạng thái lỏng nóng chảy) có khả năng ăn thịt, thủy tinh và nhiều chất khác. Chỉ có kim loại rhodi và một số hợp kim của nó có thể chịu được sự nóng chảy của hydroxit xêzi.
- Cesium iodide và bromide được sử dụng làm thành phần trung tâm trong sản xuất quang học chính xác cao, bao gồm ống soi, kính bảo hộ và ống nhòm nhìn đêm. Cesium cũng đã được sử dụng thực nghiệm trong các hệ thống đẩy ion cho tàu vũ trụ do tiềm năng ion hóa thấp của nó.
- Cesium được sử dụng để tạo ra đồng hồ nguyên tử chính xác nhất. Cũng đồng hồ đeo tay tốt nhất trên thế giới có thể chậm hơn một vài giây hoặc thậm chí một phút. Nhưng đồng hồ nguyên tử dựa trên xêzi chỉ mất một giây trong năm tỷ năm.
- Xêzi tự nhiên bao gồm một đồng vị ổn định, Cs 133. Có 30 đồng vị phóng xạ khác được biết là lấp đầy phạm vi từ Cs 114 đến Cs 145. Cesium-137 (hay còn gọi là radiocesium) là một trong những thành phần nguy hại nhất về mặt sinh học của chất thải phóng xạ và bụi hạt nhân. Nó tích tụ trong cơ thể sống và thậm chí trong nấm, và hàm lượng cao nhất của nó được tìm thấy ở tuần lộc và chim nước ở Bắc Mỹ.
Con người và động vật thường xuyên tiếp xúc với một lượng nhỏ cesium qua đường ăn uống, thở và uống. Mặc dù không chắc chúng ta sẽ bị bệnh chỉ vì xêzi, nhưng nếu tiếp xúc lâu dài có thể dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, bao gồm buồn nôn, nôn, chảy máu và tổn thương tế bào.
Cesium và điều trị ung thư
Ngay cả Paracelsus cũng cho rằng mọi thứ đều là chất độc, và mọi thứ đều là thuốc. Đó chỉ là liều lượng. Và khi nói đến xêzi, những lời của Paracelsus là hoàn toàn chính xác.
Cesium hiện đang được nghiên cứu để điều trị một số dạng ung thư, bao gồm cả khối u não. Cesium-131, một đồng vị phóng xạ của xêzi, cùng với một đồng vị phóng xạ khác (iodine-125) được đặt trong một viên nang trị liệu ("hạt giống").
Theo Hiệp hội Brachytherapy Hoa Kỳ, viên nang brachytherapy là một "vỏ" phóng xạ được đặt trực tiếp vào mô ung thư. Loại hạt này có hiệu quả đối với một số dạng ung thư, bao gồm ung thư tuyến tiền liệt, cổ tử cung và nội mạc tử cung.
Trong một nghiên cứu, một nhóm gồm 24 bệnh nhân bị u não đã được cấy hạt cesium-131 brachytherapy vào khối u. Có rất ít tác dụng phụ, nhưng bệnh nhân thường dung nạp tốt hình thức điều trị này.
Ý tưởng sử dụng hạt cesium-131 trị liệu ung thư như một phương pháp điều trị ung thư có từ những năm 1960 và đã được mô tả trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Radiology. Một nghiên cứu năm 2009 được công bố trên tạp chí Medical Physics đã thảo luận về việc sử dụng hạt cesium-131 để điều trị ung thư tuyến tiền liệt với kết quả khả quan.
Cần phải nghiên cứu thêm trước khi điều trị bằng xêzi trong y học. Tuy nhiên, cho đến nay, nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng cesium-131 để điều trị các khối u ung thư bằng liệu pháp điều trị bằng phương pháp điều trị bằng phương pháp điều trị mang thai là đầy hứa hẹn.
So sánh Cesium và Pháp
Giống như xêzi, franxi (Fr) thuộc về kim loại kiềm (chỉ có tính phóng xạ) và có hoạt tính hóa học cực cao.
- Mật độ của Pháp là 1,87 gam trên một cm khối, có thể so sánh với mật độ của xêzi - 1,879 gam trên một cm khối.
- Xêzi và franxi là hai trong số bốn kim loại trở thành chất lỏng ở nhiệt độ thường. Thủy ngân và gali có cùng tính chất.
- Sự tương tác của xêzi với nước xảy ra rất hiệu quả - với một vụ nổ, sự hình thành hydroxit CsOH và hydro H2. Franxi và nước cũng không đặc biệt "yêu" nhau, và khi chúng tương tác, chất kiềm mạnh nhất được hình thành - franxi hydroxit.
- Giống như xêzi, franxi tích tụ trong cơ thể sống.Do đó, các đồng vị của kim loại này đã được tìm thấy ứng dụng của chúng trong y học, để chẩn đoán ung thư và các nghiên cứu sinh học khác nhau.
- Nhưng về mức độ phổ biến, xêzi vượt xa franxi. Khoảng 20 tấn quặng xêzi đậm đặc được khai thác trên thế giới mỗi năm. Theo PeriodicTable, xêzi là nguyên tố phổ biến thứ 50 trong vỏ trái đất. Pháp, tuy nhiên, trong toàn bộ vỏ trái đất, có khoảng 340 gam.
Tức là, tính chất của hai kim loại hoạt động mạnh nhất trên hành tinh là rất giống nhau.
So sánh cesium và lithium
Liti là một trong 3 kim loại hoạt động hàng đầu trên hành tinh. Nó là thành phần chính trong pin cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh, máy tính xách tay và xe điện. Hơn một nửa nguồn cung cấp lithium trên thế giới đến từ "tam giác lithium" - Bolivia, Chile và Argentina. Nguồn lithium lớn nhất từ muối là sa mạc Atacama của Chile.
- Giống như xêzi, liti là một kim loại kiềm. Và, giống như xêzi, nó chỉ xuất hiện trong tự nhiên ở dạng hợp chất. Hơn nữa, dấu vết của liti được tìm thấy trong hầu hết các loại đá mácma và trong nhiều suối khoáng. Nó là một trong ba nguyên tố được tạo ra bởi Vụ nổ lớn, cùng với hydro và heli.
- Có một ít liti và xêzi trong vỏ trái đất - lần lượt là 21 g / t và 3,7 g / t.
- Nếu xêzi bốc cháy trong không khí, tương tác với oxy, thì liti thậm chí có thể được lưu trữ ngoài trời một thời gian. Do "dung sai" này, liti là kim loại kiềm duy nhất không cần bảo quản trong dầu hỏa. Nó cũng có thể truyền đạt "lời chào rực lửa" khi tương tác với oxy, nhưng chỉ ở nhiệt độ cao.
- Liti là kim loại có mật độ thấp nhất (0,533 g / cm3). Cesium có mật độ cao hơn nhiều - 1,879 gam trên một cm khối. Độ nhẹ của lithium có nghĩa là nó có thể tích trữ năng lượng mà không cần thêm trọng lực vào các thiết bị khác nhau.
- Nhưng ở điều kiện nhiệt độ nóng chảy thấp, liti cho ra đời đầu so với xêzi. Điểm nóng chảy của nó là 180,5 độ C. Và xêzi đã nóng chảy ở 28,4 độ C.
- Nhưng liti nhanh chóng sôi - ở 134 độ, nhưng không dễ để đun sôi xêzi, cần phải có nhiệt độ 678 độ.
- Cả liti và xêzi đều có thể dễ dàng cắt bằng dao thông thường.