Úvod
Cesium (Cs) je extrémně reaktivní a měkký kov, který je pro svůj stříbřitě zlatavý vzhled vizuálně unikátní. Jeho protonové číslo je 55 a v periodické tabulce ho najdeme v 1. skupině mezi alkalickými kovy, kam patří i sodík nebo draslík. Je tak měkký, že by se dal krájet nožem, a jeho teplota tání je pouhých 28,5 °C, takže v horkém letním dni by byl tekutý. V přírodě ho kvůli jeho bouřlivé reaktivitě s kyslíkem a vodou nikdy nenajdeme v čisté formě. Získává se především z minerálu pollucitu.
Vlastnosti
Cesium, s chemickou značkou Cs a protonovým číslem 55, je nejměkčí a nejreaktivnější ze všech alkalických kovů. Jedná se o stříbrolesklý kov se zřetelným zlatavým nádechem, který má extrémně nízký bod tání, pouhých 28,5 °C, což znamená, že může být tekuté i za teplejšího letního dne. Jeho mimořádná reaktivita se projevuje okamžitou a explozivní reakcí s vodou za vzniku hydroxidu cesného a vodíku. Vyznačuje se nejnižší elektronegativitou ze všech stabilních prvků, což z něj činí nejsilnější redukční činidlo. Své sloučeniny barví plamen charakteristicky do fialova. Kvůli reaktivitě se musí skladovat v inertní atmosféře.
Vznik názvu
Název prvku pochází z latinského slova „caesius“, což v překladu znamená nebesky modrý. Bylo pojmenováno svými objeviteli, Robertem Bunsenem a Gustavem Kirchhoffem, v roce 1860. Důvodem byly dvě charakteristické, jasně modré čáry, které identifikovali při spektrální analýze minerální vody, v níž prvek objevili.
Objev
Objev cesia je neoddělitelně spjat s vývojem spektrální analýzy. V roce 1860 němečtí vědci Robert Bunsen a Gustav Kirchhoff analyzovali minerální vodu z německého Dürkheimu pomocí jimi vyvinutého spektroskopu. Ve spektru pozorovali dvě charakteristické, jasně modré čáry, které neodpovídaly žádnému dosud známému prvku. Na základě této barvy prvek pojmenovali cesium, odvozeně z latinského slova ‚caesius‘, což znamená ‚nebesky modrý‘. I když prvek objevili, čisté kovové cesium se podařilo izolovat až v roce 1882 Carlu Setterbergovi pomocí elektrolýzy roztaveného kyanidu cesného, čímž potvrdili jeho existenci.
Výskyt v přírodě
Cesium je v zemské kůře poměrně vzácným prvkem a nevyskytuje se v ryzí formě. Jeho hlavním a komerčně nejvýznamnějším zdrojem je minerál pollucit, což je zeolit obsahující cesium, sodík a hliník. V menších koncentracích se nachází také v lepidolitu a karnalitu, kde často doprovází rubidium. Největší světová ložiska pollucitu se nacházejí v Kanadě, Zimbabwe a Namibii. Získávání kovového cesia je složitý proces. Po rozkladu rudy kyselinami a oddělení nečistot se finální krok provádí redukcí chloridu cesného kovovým vápníkem nebo bariem ve vakuu při vysokých teplotách.
Využití
Cesium má zásadní technologický význam, nejznámější je jeho využití v atomových hodinách, které s neuvěřitelnou přesností definují sekundu a jsou klíčové pro globální navigační systémy jako GPS. Díky své vysoké citlivosti na světlo se uplatňuje ve fotonásobičích a starších typech fotoelektrických článků. V průmyslu slouží jako účinný katalyzátor. Jeho hustá a ekologicky šetrná sloučenina, formiát cesný, se používá ve vrtných kapalinách pro těžbu ropy v extrémních podmínkách. Radioizotop cesium-137 nachází uplatnění v radioterapii a průmyslových měřičích. V přírodě se cesium volně nevyskytuje, je přítomno v minerálu polucitu.
Sloučeniny
Člověkem vyrobené sloučeniny cesia mají vysoce specifická využití. Chlorid cesný slouží v molekulární biologii k oddělování molekul DNA pomocí ultracentrifugace. Jodid a fluorid cesný jsou klíčové materiály pro scintilační detektory, které převádějí neviditelné ionizující záření na světelné záblesky, využívané v lékařské diagnostice a fyzice vysokých energií. Uhličitan cesný je ceněná silná báze v organické syntéze. Extrémně reaktivní hydroxid cesný platí za nejsilnější známou zásadu, schopnou agresivně leptat i sklo. V přírodě se cesium primárně vyskytuje vázané v minerálu polucitu, což je komplexní hlinitokřemičitan cesia.
Zajímavosti
Cesium patří mezi pět kovových prvků, které jsou za pokojové teploty či mírně nad ní v kapalném stavu. Jeho bod tání činí pouhých 28,5 °C, takže by na horký letní den nebo v lidské ruce roztálo na zlatavou kapalinu. Je to nejměkčí ze všech kovových prvků, na Mohsově stupnici tvrdosti má hodnotu jen 0,2. Jeho reakce s vodou je natolik bouřlivá, že exploduje i při kontaktu s ledem o teplotě -116 °C. Právě stabilní izotop cesium-133 slouží jako základ mezinárodní definice sekundy od roku 1967.
