Il cesio è l'elemento chimico di numero atomico 55. Il suo simbolo è Cs.

È un metallo alcalino di colore argenteo-dorato, tenero e duttile, fonde poco al di sopra della temperatura ambiente. L'uso più importante del cesio è negli orologi atomici.

Caratteristiche

Lo spettro elettromagnetico del cesio ha due righe brillanti nella parte blu dello spettro e molte altre linee nel rosso, nel giallo e nel verde. Il cesio è anche l'elemento più elettropositivo di tutti e quello con il più basso potenziale di ionizzazione; è inoltre il meno comune di tutti i metalli alcalini (non considerando il rarissimo e radioattivo francio).

Il cesio può trovarsi liquido a temperatura ambiente^[1]. Il cesio reagisce in maniera esplosiva a contatto con l'acqua fredda e perfino con il ghiaccio a temperature al di sopra di −116 °C. L'idrossido di cesio (CsOH) è una base molto forte ed intacca rapidamente la superficie del vetro. Reagendo con l'acido bromidrico forma il Bromuro di cesio.

Applicazioni

• Il ¹³⁴Cs, come il ³H, si usa in idrologia per misurare la produzione di cesio da parte dell'industria elettronucleare. Si usa questo isotopo perché, oltre ad essere più raro rispetto al ¹³³Cs o al ¹³⁷Cs, può essere prodotto solamente da reazioni nucleari. Anche il ¹³⁵Cs è stato usato a questo scopo.
• Come altri elementi del gruppo 1, il cesio ha una grande affinità per l'ossigeno e si usa come "getter" nei tubi a vuoto.
• Nelle celle fotoelettriche
• Come catalizzatore nell'idrogenazione di alcuni composti organici.
• Gli isotopi radioattivi di cesio si usano in medicina per trattare alcuni tipi di cancro.
• Il fluoruro di cesio è largamente usato in chimica organica come base e come sorgente di ioni fluoruro anidri.
• Il formiato di cesio è usato come lubrificante nella perforazione delle rocce.

Isotopi del cesio sono impiegati negli orologi atomici.

Questo metallo è stato usato anche in astronautica per sistemi di propulsione a ioni per sonde spaziali.

Il cesio-137, in analogia col cobalto-60, è stato usato per la sterilizzazione per irradiazione di cibi o sostanze come il tabacco.

Storia

Il cesio (dal Latino cæsius, che vuol dire "blu cielo") fu scoperto spettroscopicamente da Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff nel 1860, nelle acque minerali di Dürkheim, in Germania. La sua identificazione fu basata sulle brillanti linee blu del suo spettro e fu il primo elemento scoperto attraverso l'analisi spettroscopica. Il cesio metallico venne prodotto per la prima volta nel 1881. A partire dal 1967, il Sistema Internazionale delle Unità di misura (SI) ha definito il secondo come 9 192 631 770 oscillazioni della radiazione corrispondente alla transizione fra due livelli energetici dello stato fondamentale dell'atomo di ¹³³Cs. Storicamente l'uso più importante del cesio è stato nella ricerca e sviluppo di prodotti e applicazioni chimiche ed elettriche.

Disponibilità

Come metallo alcalino, il cesio si trova nella lepidolite, nella pollucite (silicato idrato di alluminio e cesio) e in altri minerali. Una delle più ricche ed importanti fonti di cesio è situata presso il lago Bernic nel Manitoba (Canada): i depositi ivi presenti sono stimati in 300 000 t di pollucite, con un contenuto medio del 20% di cesio.

Il cesio si può isolare per elettrolisi del cianuro fuso e in un certo numero di altri modi: fra questi, il cesio ottenuto per decomposizione termica dell'azoturo di cesio è eccezionalmente puro e privo di gas. I composti principali del cesio sono i suoi cloruri e nitrati; il prezzo del cesio nel 1997 è stato di circa 30 $/g.

È un elemento presente in piccole quantità nei terreni, nelle acque, negli organismi animali e vegetali.

Isotopi

Il cesio ha almeno 39 isotopi noti, più di qualunque altro elemento a parte il francio; le loro masse atomiche vanno da 112 a 151 u. Nonostante il gran numero di isotopi del cesio, solamente uno è stabile, il ¹³³Cs. Tutti gli altri (a parte quelli riportati qui) hanno emivite che variano da decine di anni a frazioni di secondo. Il cesio-137 è prodotto dalla detonazione di armi nucleari e dal processo di fissione nei reattori delle centrali nucleari: una notevole quantità fu rilasciata in atmosfera nell'esplosione di Černobyl' del 1986. A partire dal 1954, con l'inizio dei test nucleari, il ¹³⁷Cs è stato rilasciato nell'atmosfera terrestre, dove è stato assorbito rapidamente: una volta che le precipitazioni portano il ¹³⁷Cs al suolo e nelle acque di superficie, l'isotopo viene rimosso per ruscellamento e trasporto particellare: quindi la funzione di ingresso di questo isotopo può essere stimata come una funzione del tempo. Il ¹³⁷Cs ha una emivita di circa 30 anni.

Precauzioni

Il cesio reagisce in modo esplosivo se viene a contatto con l'acqua ed è blandamente tossico, solo una esposizione a grosse quantità può causare iperirritabilità e spasmi muscolari, data la sua affinità al potassio; alcuni dei suoi radioisotopi presentano un'altissima tossicità radiologica. L'idrossido di cesio è una base estremamente forte e può corrodere il vetro.

Note

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini e P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998. (archiviato dall'url originale il 22 ottobre 2010).

Voci correlate

• Cesio-137
• Isotopi del cesio
• Solfato di cesio