銫，元素符號(hào)Cs，原子序數(shù)為55，位于第六周期，IA族，其單質(zhì)是一種淡金黃色的活潑金屬，熔點(diǎn)低，在空氣中極易被氧化，能與水劇烈反應(yīng)生成氫氣且爆炸。銫在自然界沒(méi)有單質(zhì)形態(tài)，僅以鹽的形式極少的分布于陸地和海洋中。銫是制造真空件器、光電管等的重要材料。放射性核素Cs-137是日本福島第一核電站泄漏出的放射性污染中的一種。

銫是已知元素中（包括放射性元素）金屬性最強(qiáng)的（注意不是金屬活動(dòng)性，活動(dòng)性最強(qiáng)的是鋰）。

理化性質(zhì)

物理性質(zhì)

外觀 銀金色的金屬

硬度 非常柔軟（它的莫氏硬度是所有元素中最低的）

元素表位置 位于第六周期的IA族

延展性 具有延展性

放射性 沒(méi)有放射性

密度 1.87g/cm3

熔點(diǎn) 28.40℃，接近室溫

沸點(diǎn) 668-705℃

危險(xiǎn)性 金屬銫屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，屬遇濕易燃和自燃物品。使用時(shí)應(yīng)小心

化學(xué)性質(zhì)

銫的生物行為與鉀相似，食用了含銫-137的生物可溶化合物24小時(shí)后，銫–137可被人體充分吸收并結(jié)合在細(xì)胞內(nèi)，造成內(nèi)照射。

銫-137可作為γ輻射源，用于輻射育種、輻照儲(chǔ)存食品、醫(yī)療器械的殺菌、癌癥的治療以及工業(yè)設(shè)備的γ探傷等。由于銫源的半衰期較長(zhǎng)及其易造成擴(kuò)散的弱點(diǎn)，故銫-137源已漸被鈷-60源所取代。

2011年3月29日，在安徽省、廣東省、廣西壯族自治區(qū)和寧夏回族自治區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)氣溶膠取樣中還檢測(cè)到了極微量的人工放射性核素銫-137和銫-134，其濃度均在10-5貝克/立方米量級(jí)及以下。環(huán)境中銫-137進(jìn)入人體后易被吸收，均勻分布于全身；由于銫-137能釋放γ射線，很容易在體外測(cè)出。進(jìn)入體內(nèi)的放射性銫主要滯留在全身軟組織中，尤其是肌肉中，在骨和脂肪中濃度較低；較大量放射性銫攝入體內(nèi)后可引起急、慢性損傷。

其放射性及簡(jiǎn)要特性

核素 化學(xué)符號(hào) 原子序數(shù) 主要放射性同位素 半衰期 來(lái)源 毒性

銫 Cs 55 137Cs 30.0年 人工 中毒

銫的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，銫在空氣中生成一層灰藍(lán)色的氧化物，不到一分鐘就可以自燃起來(lái)，發(fā)出深紫紅色的火焰，生成很復(fù)雜的銫的氧化物。

銫在堿金屬中是最活潑的，能和氧發(fā)生劇烈反應(yīng)，生成多種銫氧化物。在潮濕空氣中，氧化的熱量足以使銫熔化并燃燒。銫不與氮反應(yīng)，但在高溫下能與氫化合，生成相當(dāng)穩(wěn)定的氫化物。銫能與水發(fā)生劇烈的反應(yīng)，如果把銫放進(jìn)盛有水的水槽中，馬上就會(huì)發(fā)生爆炸。甚至和溫度低到-116℃的冰均可發(fā)生猛烈反應(yīng)產(chǎn)生氫氣、氫氧化銫，生成的氫氧化銫是無(wú)放射性的氫氧化物中堿性最強(qiáng)的。與鹵素也可生成穩(wěn)定的鹵化物，這是由于它的離子半徑大所帶來(lái)的特點(diǎn)。銫和有機(jī)物也會(huì)發(fā)生同其他堿金屬相類(lèi)似的反應(yīng)，但它比較活潑。

銫鹽跟鉀鹽、鈉鹽一樣溶于所有鹽溶液中。但是不溶于高氯酸鹽。

碘化銫與三碘化鉍反應(yīng)能生成難溶的亮紅色復(fù)鹽，此反應(yīng)用來(lái)定性和定量測(cè)定銫；銫的火焰呈比鉀深的紫紅色，可用來(lái)檢驗(yàn)銫。

化合物：銫在空氣中氧化不僅僅得到氧化銫、過(guò)氧化銫，還有超氧化銫、臭氧化銫等復(fù)雜的非整比化合物產(chǎn)生。

銫鹽通常是無(wú)色的，除非陰離子有顏色（如高錳酸銫是紫色的）。許多簡(jiǎn)單的鹽具有潮解性，但比更輕的其他堿金屬弱。銫的乙酸鹽、碳酸鹽、鹵化物、氧化物、硝酸鹽和硫酸鹽可溶于水。復(fù)鹽通常溶解度較小，硫酸鋁銫溶解度較小的性質(zhì)常用來(lái)從礦石中提純銫。與銻（例如CsSbCl4）、鉍、鎘、銅、鐵和鉛形成的復(fù)鹽通常溶解度很小。

氫氧化銫（CsOH）是一種具有強(qiáng)烈吸水性的強(qiáng)堿。它能迅速腐蝕半導(dǎo)體材料（例如硅）的表面?；瘜W(xué)家曾認(rèn)為CsOH是“最強(qiáng)的堿”，但是許多化合物的堿性（質(zhì)子堿性）遠(yuǎn)比CsOH強(qiáng)，例如正丁基鋰，氫化銫和氨基鈉。

制備方法

銫可以用電解法和熱還原法制備。但是由于對(duì)電極有強(qiáng)腐蝕性，工業(yè)上一般不用電解法。所以工業(yè)上是由氯化銫高溫用金屬鈣還原制取金屬銫。

應(yīng)用領(lǐng)域

裂變產(chǎn)物

長(zhǎng)壽命的銫–137是鈾-235的裂變產(chǎn)物。半衰期30.17年，可輻射β射線和γ射線，用作β和γ輻射源，用于工農(nóng)業(yè)和醫(yī)療。隨著核燃料放射性廢物儲(chǔ)放的時(shí)間，其輻射的γ射線比例增加，是儲(chǔ)存的主要對(duì)象。

離子火箭

為了探索宇宙，必須有一種嶄新的、飛行速度極快的交通工具。一般的火箭、飛船都達(dá)不到這樣的速度，最多只能沖出地月系；只有每小時(shí)能飛行十幾萬(wàn)公里的“離子火箭”才能滿足要求。

銫原子的最外層電子極不穩(wěn)定，很容易被激發(fā)放射出來(lái)，變成為帶正電的銫離子，所以是宇宙航行離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)理想的“燃料”。銫離子火箭的工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)后，產(chǎn)生大量的銫蒸氣，銫蒸氣經(jīng)過(guò)離化器的“加工”，變成了帶正電的銫離子，接著在磁場(chǎng)的作用下加速到每秒一百五十公里，從噴管?chē)娚涑鋈?，同時(shí)給離子火箭以強(qiáng)大的推動(dòng)力，把火箭高度推向前進(jìn)。

計(jì)算表明，用這種銫離子作宇宙火箭的推進(jìn)劑，單位重量產(chǎn)生的推力要比使用的液體或固體燃料高出上百倍。這種銫離子火箭可以在宇宙太空遨游一二年甚至更久。

原子鐘

銫原子的最外層的電子繞著原子核旋轉(zhuǎn)的速度，總是極其精確地在幾十億分之一秒的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)完一圈，穩(wěn)定性比地球繞軸自轉(zhuǎn)高得多。利用銫原子的這個(gè)特點(diǎn)，人們制成了一種新型的鐘——銫原子鐘，規(guī)定一秒就是銫原子“振動(dòng)”9192631770次（即相當(dāng)于銫原子的兩個(gè)超精細(xì)電子遷躍9192631770次）所需要的時(shí)間。這就是“秒”的最新定義。

利用銫原子鐘，人們可以十分精確地測(cè)量出十億分之一秒的時(shí)間，精確度和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)世界上以前有過(guò)的任何一種表，也超過(guò)了許多年來(lái)一直以地球自轉(zhuǎn)作基準(zhǔn)的天文時(shí)間。有了像銫原子鐘這樣一類(lèi)的鐘表，人類(lèi)就有可能從事更為精細(xì)的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐，比如對(duì)原子彈和氫彈的爆炸、火箭和導(dǎo)彈的發(fā)射以及宇宙航行等等，實(shí)行高度精確的控制，當(dāng)然也可以用于遠(yuǎn)程飛行和航海。用銫作成的原子鐘，可以精確的測(cè)出十億分之一秒的一剎那，它連續(xù)走上三十萬(wàn)年，誤差也不超過(guò)1s，精確度相當(dāng)高。另外，銫在醫(yī)學(xué)上、導(dǎo)彈上、宇宙飛船上及各種高科技行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。

新粒子

2023年2月，澳大利亞科學(xué)家在最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上撰文稱，他們借助由一個(gè)普通的銫原子和名為繆子的基本粒子組成的一種不尋常的原子，通過(guò)理論研究，提高了對(duì)銫原子核的磁性結(jié)構(gòu)、在銫原子中的作用以及繆子效應(yīng)的理解。最新方法有望提供一種不同于大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的方式發(fā)現(xiàn)新粒子，或有助揭示占據(jù)宇宙總質(zhì)量95%的暗物質(zhì)的秘密。

銫噴泉鐘

銫噴泉鐘，是世界上最精確的時(shí)鐘之一。

發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)史

銫最終被基爾霍夫教授和本生于1860年在德國(guó)的海德堡被發(fā)現(xiàn)。他們檢測(cè)了來(lái)自Durkheim的礦物質(zhì)水，并且在光譜中觀察到了他們不能認(rèn)出的線，這意味著一個(gè)新的元素的出現(xiàn)。他們從這個(gè)來(lái)源生產(chǎn)出了約7克氯化銫，但沒(méi)能生產(chǎn)出這種新金屬自身的樣本。第一個(gè)成功制出金屬銫的這個(gè)榮譽(yù)歸屬于波恩大學(xué)的考爾·希歐多爾·賽特伯格（Carl Theodor Setterberg）教授，他由電解熔融的氰化銫（CsCN）獲取了它。

命名是由其發(fā)現(xiàn)者基爾霍夫教授和本生以拉丁文“coesius”（意為天藍(lán)色）命名了銫。

礦藏分布

銫在地殼中含量為2×10-3%。銫榴石是含銫礦物，也是提取銫的主要原料。已發(fā)現(xiàn)34種銫的同位素，其中銫–133是唯一存在于自然界的穩(wěn)定同位素，其余皆是鈾裂變產(chǎn)生的放射性同位素。

Durkheim的礦物質(zhì)水中含有豐富的銫化合物，所以可以從Durkheim的礦物質(zhì)水提取金屬銫。

銫元素一般分布在含礦物質(zhì)較多的水中。