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铯
Cs 55

Caesium

铯是一种化学元素,符号为 Cs,原子序数为 55。它是软的银金色碱金属,熔点仅 28.4°C。工业上,铯最著名的用途是原子钟——铯-133 基态超精细跃迁(9.19263177 GHz)定义了国际单位制中的"秒",是全球时间计量的绝对标准。铯甲酸(HCOOCs)用作高压钻井液。

碱金属 USGS 2025 银金色
原子序数 55Z
原子量 132.905u
价电子数 1
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
密度
1.93g/cm³
熔点
29°C
地壳丰度
3.0ppm
年产量
90tonnes Cs
回收利用率

为什么用它

铯熔点约 29 ℃,其原子基态超精细跃迁频率(9192631770 Hz)正是国际单位制中“秒”的定义基准,铯原子钟是全球授时的基石;它还用于石油测井钻井液与光电倍增管。

应用

原子钟(定义秒)钻井液光电管

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

铯是一种熔点极低(约二十八摄氏度)、在空气中就能自燃的极活泼碱金属,地壳中丰度不高,主要从铯榴石矿中提取。它最骄傲的身份是秒的定义本身:自一九六七年起,国际单位制中的一秒被定义为铯-133 原子在两个超精细能级间跃迁所对应辐射周期的 9,192,631,770 倍,全球的原子钟、GPS 卫星授时、电网同步和金融交易时间戳都建立在铯原子钟之上,它是现代导航、通信和金融基础设施的时间基准。工业上的第二大用量是油气钻井液:甲酸铯溶液密度高、黏度低、润滑性好,是高温高压深井和海上油田的完井液和钻井液,能在数千米井下维持井壁稳定并保护储层。光电与真空电子领域里,铯用作光电阴极和光电倍增管的敏化材料,因它在光照下极易释放电子,是夜视仪、闪烁计数器、分光光度计和天文光电探测器的关键涂层。它还用于原子喷泉钟和作为特种玻璃的澄清剂。

常见化合物及其用途

氯化铯(CsCl)是最常见的铯盐,白色晶体,因它的密度梯度溶液能分离不同密度的 DNA、病毒和蛋白质,成为分子生物学中超速离心分离核酸和质粒的标准试剂;它也用于红外光学窗口和特种晶体生长。氢氧化铯(CsOH)是已知最强的可溶碱之一,强腐蚀性,主要用于特种碱性电池电解液和有机合成中的强碱试剂,也是制备其他铯化合物的原料。碳酸铯(Cs2CO3)是有机合成里广泛使用的弱碱,用于药物合成和液晶单体生产,也用于生产特种光学玻璃和阴极射线管的澄清剂。碘化铯(CsI)是一种重要的闪烁晶体:铊掺杂的 CsI(Tl) 发光效率高、可加工成大尺寸,广泛用于 X 射线和 γ 射线探测器,包括安检机、CT 探头、核医学伽马相机和高能物理量能器。

元素小史

1860 年 Bunsen 和 Kirchhoff 发现

相关元素

Li · Na · K · Rb · Fr ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

铯的熔点是多少?
29 °C
铯的沸点是多少?
671 °C
铯的密度是多少?
1.93 g/cm³
铯的原子序数和元素分类是什么?
55 · 碱金属
铯主要从哪种矿石中提取?
铯榴石
铯的全球储量是多少?
70000 tonnes Cs
铯的年产量是多少?
90 tonnes Cs
铯主要用在哪些领域?
铯熔点约 29 ℃,其原子基态超精细跃迁频率(9192631770 Hz)正是国际单位制中“秒”的定义基准,铯原子钟是全球授时的基石;它还用于石油测井钻井液与光电倍增管。
铯是谁在什么时候发现的?
Robert Bunsen · 1860