De meest actieve metalen zijn elementen van de groepen I en II aan de linkerkant van het periodiek systeem. Een metaal wordt als actief beschouwd wanneer het sterk en snel reageert met andere elementen. De reactiviteit van het metaal neemt toe naarmate we van de bovenkant naar de onderkant van het periodiek systeem gaan.
De uitzondering is waterstof, dat niet als een metaal wordt beschouwd en zich in de linkerbovenhoek van het periodieke systeem van chemische elementen van Mendelejev bevindt.
De meest actieve metalen ter wereld
Volgens de reactiviteit van metalen elementen vermeld in het periodiek systeem van chemische elementen, zijn ze onderverdeeld in drie groepen:
- Actieve metalen.
- De gemiddelde activiteit van metalen.
- Inactieve metalen.
De meest actieve metalen op aarde zijn lithium, cesium en Frankrijk.
Cesium is het meest actieve niet-radioactieve element. Dit is een zeldzaam zilvergeel glanzend metaal met een atoomnummer (aantal protonen in de kern) 55. Het is een zeer zacht element dat in je handen zal smelten - als het niet eerder explodeert, omdat het sterk reageert op vocht.
Er is ook een zeer radioactief element, Frankrijk, dat mogelijk actiever is dan cesium. Of misschien niet, we zullen het waarschijnlijk nooit weten, omdat Frankrijk niet alleen extreem radioactief is, maar ook een uiterst zeldzaam metaal.
De laatste van de drie meest actieve metalen - lithium - heeft een interessante eigenschap. Het geeft frambozenkleur aan vlammen.
Hier is een videodemonstratie van de activiteit van lithium, natrium, kalium, rubidium en cesium.
Wat is cesium
Cesium verwijst naar alkalimetalen. Ze zijn erg reactief en komen niet vrij in de natuur voor. Deze metalen zijn ook erg taai, het zijn goede thermische en elektrische geleiders.
Cesium was het eerste element dat met een spectroscoop kon worden gedetecteerd. In 1860 werd het ontdekt door de Duitse chemici Robert Bunsen en Gustav Kirchhoff toen ze het spectrum van mineraalwater uit de bron van Bad Dürkheim analyseerden.
Cesium komt van nature voor in de mineralen polluciet en lepidoliet. Het wordt ook aangetroffen in veel aluminiumsilicaten zoals beryl, petalite en carnallite. De rijkste bekende cesiumafzettingen bevinden zich in Canada, aan de oevers van Lake Bernick Lake. Ongeveer 70% van alle landreserves is daar geconcentreerd. Het is merkwaardig dat dit meer de locatie is voor het jaarlijkse cesiumfestival (24 februari), wanneer tonnen van deze stof in de sneeuw worden verbrand en andere cesiumwaanzin heerst.
Cesium is ook een bijproduct van kernsplijting in reactoren.
Cesium-eigenschappen
Hoewel cesium niet het zwaarste metaal ter wereld is, is het wel het meest actieve en heeft het een aantal unieke eigenschappen:
- Het brandt spontaan in de lucht en explodeert onmiddellijk bij contact met water of vocht in welke vorm dan ook, zelfs met ijs tot -116 С.
- Het brandt met een schitterende blauwe vlam. De vlam lijkt paars voor niet-ingewijden, niet blauw, maar na voldoende meditatie, studie van de werken over chemie en zalige uren met ontzag doorgebracht voordat het cesium brandt, wordt de ware blauwe aard van zijn vlam onthuld
- De naam "cesium" komt van twee helderblauwe lijnen in het emissiespectrum. Vertaald uit het Latijn betekent "caesius" "hemelsblauw".
- Het hydroxide (vloeibare gesmolten toestand) kan vlees, glas en vele andere stoffen eten. Alleen het rhodiummetaal en een aantal van zijn legeringen zijn bestand tegen de cesiumhydroxidesmelt.
- Cesiumjodide en bromide worden gebruikt als centrale componenten bij de productie van uiterst nauwkeurige optica, waaronder vizieren, brillen en nachtkijkers. Cesium is ook experimenteel gebruikt in ionencentrales voor ruimtevaartuigen vanwege het lage ionisatiepotentieel.
- Cesium wordt gebruikt om de meest nauwkeurige atoomklokken te maken. Zelfs de beste horloges ter wereld kunnen enkele seconden of zelfs een minuut achterblijven. Maar atoomklokken op cesiumbasis verliezen slechts één seconde in vijf miljard jaar.
- Natuurlijk cesium bestaat uit één stabiele isotoop, Cs 133. Er zijn 30 andere radioactieve isotopen bekend die het bereik van Cs 114 tot Cs 145 vullen. Cesium-137 (ook bekend als radiocaesium) is een van de meest biologisch gevaarlijke componenten van radioactief afval en nucleaire fall-out. Het hoopt zich op in levende organismen en zelfs in schimmels, en het hoogste gehalte wordt gevonden in rendieren en watervogels in Noord-Amerika.
Mensen en dieren worden constant blootgesteld aan minimale hoeveelheden cesium tijdens eten, ademen en drinken. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat we alleen door cesium ziek zullen zijn, kan langdurige blootstelling leiden tot nadelige gezondheidseffecten, waaronder misselijkheid, braken, bloeding en celbeschadiging.
Cesium en kankerbehandeling
Paracelsus beweerde dat alles vergif is en dat alles medicijn is. Het is slechts een kwestie van dosering. En als het om cesium gaat, zijn de woorden van Paracelsus absoluut waar.
De werkzaamheid van Cesium bij de behandeling van verschillende vormen van kanker, waaronder hersentumoren, wordt momenteel onderzocht. Cesium-131, de radioactieve isotoop van cesium, wordt samen met een andere radioactieve isotoop (jodium-125) in een brachytherapiecapsule ("zaad") geplaatst.
Volgens de American Society of Brachytherapy is een brachytherapiecapsule een radioactieve "pod" die direct in het kankerweefsel past. Dergelijke zaden zijn effectief bij verschillende vormen van kanker, waaronder prostaatkanker, baarmoederhalskanker en baarmoederslijmvlies.
In één onderzoek werd een groep van 24 patiënten met hersentumoren geïmplanteerd met brachiotherapeutische zaden met cesium-131. Er werden minimale bijwerkingen opgemerkt, maar over het algemeen tolereerden patiënten deze vorm van behandeling goed.
Het idee om brachytherapiezaden met cesium-131 als kankerbehandeling te gebruiken, ontstond in de jaren zestig en werd beschreven in een studie gepubliceerd in het tijdschrift Radiology. Een studie gepubliceerd in het tijdschrift Medical Physics in 2009 besprak het gebruik van cesium-131-zaden voor de behandeling van prostaatkanker met positieve resultaten.
Meer onderzoek is nodig voordat de behandeling met cesium stevig zijn plaats in de geneeskunde inneemt. Studies hebben tot dusver echter bewezen dat het gebruik van cesium-131 voor de behandeling van kanker met brachiotherapie bemoedigend is.
Vergelijking van Cesium en Frankrijk
Net als cesium behoort Frankrijk (Fr) tot alkalimetalen (alleen radioactief) en heeft het een extreem hoge chemische activiteit.
- De dichtheid van Frankrijk is 1,87 gram per kubieke centimeter, wat vergelijkbaar is met de dichtheid van cesium - 1,879 gram per kubieke centimeter.
- Cesium en Frankrijk zijn twee van de vier metalen die bij kamertemperatuur vloeibaar worden. Kwik en gallium hebben dezelfde eigenschap.
- De interactie van cesium met water is zeer spectaculair - met een explosie, de vorming van hydroxide CsOH en waterstof H2. Frankrijk en water 'houden' ook niet bijzonder van elkaar, en wanneer ze met elkaar in wisselwerking staan, wordt de sterkste alkali gevormd: Frankrijkhydroxide.
- Net als cesium hoopt Frankrijk zich op in levende organismen. Daarom hebben de isotopen van dit metaal hun toepassing gevonden in de geneeskunde, voor de diagnose van kanker en verschillende biologische studies.
- Maar de prevalentie van cesium is Frankrijk ver vooruit. Jaarlijks wordt wereldwijd ongeveer 20 ton met cesium verrijkt erts gewonnen. Volgens PeriodicTable is cesium het 50e meest voorkomende element van de aardkorst. Frankrijk in de hele aardkorst zijn er ongeveer 340 gram.
Dat wil zeggen, door hun eigenschappen lijken de twee meest actieve metalen op aarde erg op elkaar.
Vergelijkingen van Cesium en Lithium
Lithium staat in de top 3 van meest actieve metalen ter wereld. Dit is een belangrijk onderdeel van de batterijen die smartphones, laptops en elektrische auto's aandrijven. Meer dan de helft van de lithiumvoorraden in de wereld komt uit de "lithiumdriehoek" - Bolivia, Chili en Argentinië. De grootste bron van lithium uit zout is de Chileense woestijn Atacama.
- Net als cesium behoort lithium tot alkalimetalen. En, net als cesium, komt het in de natuur alleen voor in de vorm van verbindingen. Bovendien worden lithiumsporen gevonden in bijna alle stollingsgesteenten en in veel minerale bronnen. Het was een van de drie elementen die door de oerknal werden gecreëerd, samen met waterstof en helium.
- Lithium en cesium in de aardkorst zijn klein - respectievelijk 21 g / t en 3,7 g / t.
- Als cesium in de lucht ontsteekt, in wisselwerking met zuurstof, dan kan lithium zelfs enige tijd buiten worden bewaard. Vanwege deze "tolerantie" is lithium de enige vertegenwoordiger van alkalimetalen waarvoor geen opslag in kerosine vereist is. Hij kan ook 'vurige groeten' overbrengen in interactie met zuurstof, maar alleen bij hoge temperaturen.
- Lithium is het minst dichte metaal (0,533 g / cm3). Cesium heeft een veel hogere dichtheid - 1.879 gram per kubieke centimeter. De lichtheid van lithium betekent dat het energie kan opslaan zonder de zwaartekracht aan verschillende apparaten toe te voegen.
- Maar laagsmeltende lithium geeft kansen op cesium. Het smeltpunt is 180,5 graden Celsius. En cesium smelt al bij 28,4 graden Celsius.
- Maar lithium kookt snel - bij 134 graden, maar cesium aan de kook brengen is niet eenvoudig, een temperatuur van 678 graden is nodig.
- Zowel lithium als cesium zijn gemakkelijk te snijden met een gewoon mes.
