Cesium is één van de drie metalen met een ‘gouden’ uiterlijk, naast koper en – uiteraard – goud. De rest van de metalen is grijs of zilverwit. Het alkalimetaal cesium is zacht, makkelijk vervormbaar en smelt al bij 29 graden Celsius. Het is het meest elektropositieve en alkalische element dat er is, en het meest reactieve metaal. Cesium zelf reageert explosief met water onder de vorming van waterstof en cesiumhydroxide: een zeer sterke base die zelfs glas kan aantasten. De seconde is gedefinieerd aan de hand van de energieniveaus van een cesium-atoom. Uiterst precieze atoomklokken op basis van cesium kennen een afwijking van minder dan één seconde in vele miljoenen jaren.

Symbool

Cs

Protonen/elektronen

55

Groep

1

Isotopen

133Cs

Periode

6

Elektronenconfiguratie

[Xe] 6s1

Blok

s

Elektronencofiguratie Bohr

2,8,18,18,8,1

Bij kamertemperatuur

vast

Elektronegativiteit

0,9 (Pauling)

Dichtheid

1870

Atoomstraal

262 . 10-12m

Smeltpunt

29 oC (302 K)

Relatieve atoommassa

132.905

Kookpunt

671 oC (944 K)

Soortelijke warmte

240 J kg-1K-1

Warmtegeleidingscoëfficiënt

35,9 W m-1K-1

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Atoomklok

Het 133Cs atoom definieert sinds 1967 de standaard van tijd, de seconde. De referentie is een specifieke ‘hyperfijne’ energetische overgang in de grondtoestand van het 133cesium atoom (in rust, bij 0 K). De daarmee corresponderende straling heeft volgens de definitie uit 1967 een frequentie van 9.192.631.770 Hz. Anders gezegd: één seconde is precies de duur van 9.192.631.770 perioden van die straling.

In een atoomklok wordt de betreffende energie-overgang gebruikt voor het afstemmen van een microgolfgenerator. De geproduceerde microgolfstraling drijft vervolgens als het ware de klok aan. De enorme precisie wordt pas bereikt als het lukt de referentie-atomen sterk af te koelen (zover mogelijk richting 0 K) en om te corrigeren voor ongewenste bijwerkingen van de opstelling. Het National Institute of Standards and Technology (NIST) in de Verenigde Staten beschikt over ’s werelds meest nauwkeurige atoomklok. Deze heeft een afwijking van slechts één seconde in 138 miljoen jaar.

Foto-elektrische cel

Foto-elektrische cellen met cesium houdende verbindingen zijn vooral gevoelig voor infrarood licht. De kathode van zo’n foto-elektrische cel bestaat uit cesiumoxide (Cs2O en CsO), eventueel in combinatie met galliumarsenide (GaAs),  cesiumantimonide (Cs3Sb) en -bismutide (Cs3Bi). Als er licht op deze verbindingen valt, worden er elektronen vrijgemaakt, waardoor een elektrische stroom ontstaat.

Gammabestralingsbron

Het isotoop 137Cs, met een halfwaardetijd van 27 jaar, kan als bron voor gammastraling dienen. Het is relatief goedkoop omdat het een bijproduct is van de kernsplitsing van uranium in kernreactoren. Gammastraling kent vele industriële toepassingen, onder andere voor het steriliseren van voedsel en voor meetinstrumenten. In de geneeskunde werd 137Cs gebruikt voor de bestraling van onder andere baarmoederhals- en blaaskanker.

Infraroodlamp

Infraroodlampen zijn voorzien van cesium of cesiumchloride als gasvanger (getter). Het bindt onzuiverheden zoals sporen van zuurstof en stikstof. Ook röntgen- en andere vacuümbuizen maken gebruik van dergelijke gasvangers.

Stuurraketbrandstof

Ionenmotoren voor de besturingssystemen van satellieten (de stuurraketten) beschikken vaak over het hoogenergetische cesiumboorhydride (CsBH4) als brandstof. Er zijn ook stuurrakketen met zeer fijn verdeeld cesium als brandstof. Het cesium kan 140 maal zoveel energie leveren als een zelfde hoeveelheid ‘gewone’ brandstof.

Boorvloeistof

Bij de oliewinning wordt veel gebruik gemaakt van waterige oplossingen van cesiumformiaat (HCOOCs+). Deze dienen onder andere als smering van de boorkop, brengen het boorgruis naar de oppervlakte en zorgen voor een constante boordruk.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

  • Diktemeting van o.m. papier, metaal, beton (137Cs)
  • Gelijkrichter (Cs-damp)
  • Gloeikathode
  • Katalysator voor organische hydrogenatie
  • Nucleaire batterij (137Cs)

 

In verbindingen

glas, keramiekCs2CO3
infraroodprismaCsI
katalysator bij polymerisatiereactiesCs2CO3, CsOH
prisma's, lenzen en vensters voor infraroodapparatuurCsI-kristallen
röntgendetector (zie I-53)CsI
scintillatietellerCsCl, -Br, -I

Naam

De naam cesium is afgeleid van het Latijnse caesius dat hemelsblauw betekent. Twee helderblauwe lijnen karakteriseren het emissiespectrum van cesium.

Ontdekking

De Duitsers Robert Wilhelm Bunsen (chemicus) en Gustav Robert Kirchhoff (natuurkundige, foto) toonden het nieuwe element in 1860 aan in het mineraal lepidoliet en in droge dampresten van mineraalwater uit Bad Dürkheim. Ze maakten gebruik van vlamspectroscopie – cesium is het eerste element dat met deze methode werd ontdekt.

In 1882 maakte de Duitse chemicus Carl Setterberg het eerste metallische cesium door elektrolyse van een gesmolten mengsel van cesium- en bariumcyanide (CsCN, Ba(CN)2).

Voorkomen

Cesium staat op plats 47 in de ranglijst van meest voorkomende elementen in de aardkorst, met een aandeel van 3.10-4 %. Het is vooral te vinden in mineralen als

polluciet (foto)(Cs,Na)2Al2Si4O12.H2O
rhodiziet(K,Cs)2Al4Be4(B,Be)12O28

 

En in zeer kleine hoeveelheden voor in de mineralen:

berylBe3Al2Si6O18
lepidolietK(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2
trifilienLiFe+2PO4

Ook bronwater, zeewater, akkeraarde en verbrandingsresten van planten bevatten kleine hoeveelheden cesiumverbindingen.

Winning

Polluciet is het enige mineraal waaruit cesium commercieel te winnen is. De belangrijkste wingebieden liggen in Zimbabwe, de Verenigde Staten van Amerika, Canada, Rusland, Namibië en Elba.

Bereiding

Vroeger

In 1882 maakte de Duitse chemicus Carl Setterberg het eerste metallische cesium door elektrolyse van een gesmolten mengsel van cesium- en bariumcyanide (CsCN, Ba(CN)2).

Tegenwoordig

Cesium wordt op verschillende manieren geïsoleerd. Voorbewerking van het mineraalpolluciet resulteert in verschillende cesiumverbindingen. Dit levert vervolgens elementair cesium via

  • Reductie (in vacuüm) van gesmolten cesiumchloride, -hydroxide of -carbonaat met magnesium, calcium, aluminium, waterstof of calciumcarbide, gevolgd door destillatie.
  • Elektrolyse van gesmolten cesiumzouten.

 

Op kleine schaal is zeer zuiver cesium te bereiden door ontleding van cesiumnitride (CsN3).

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Cesium - Periodic Videos
Filmpje
Cesium - Periodic Videos
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen cesium
Afbeelding
Elektronenschillen cesium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Cesium vroeger
Afbeelding
Cesium vroeger
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Cesium vloeibaar
Afbeelding
Cesium vloeibaar
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Cesium in buisje
Afbeelding
Cesium in buisje
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Cesium
Afbeelding
Cesium
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Cesium - Royal Society of Chemistry
Podcast
Cesium - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Een chemische gereedschapskist voor de toekomst Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Danny werkt aan alternatieven voor aardolie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Van het laboratorium naar Pinkpop Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Bekijk Koen als research and development technologist.
Bekijk de story
studieorientatie icoon De wereld voeden met licht Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
De wereld voeden met licht
Daniel heeft een kunstmatig fotosynthese proces ontwikkeld.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Kunnen we een implantaat 3D printen? Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Tosca is op zoek naar bruikbare materialen voor 3D printen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een duurzame coating Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een duurzame coating
Hung Chien zoekt een duurzame manier om coatings te maken.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op zoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op zoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Lotte doet onderzoek naar nanodeeltjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Spioneren met je immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Frans onderzoekt het immuun-systeem voor betere vaccins.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Ontdek wat Fabrice zo leuk vindt aan chemisch technoog zijn.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is altijd mijn passie geweest Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Nick Das studeerde hbo-Chemie en is nu laboratoriummanager.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Waarom ik moleculen opsluit in een kooi? Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Anne onderzoekt reactie- omstandigheden van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik ben echt een spin in het web Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Isabelle deed Chemische Technologie en is nu continuverbetercoördinator.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Slim membranen maken; in water Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Slim membranen maken; in water
Wiebe doet onderzoek naar membranen in water.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bètavakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Vicky vond de bètavakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een stromend, staalhard materiaal Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Lauri ontwerpt chemische bouw-stenen voor nieuwe materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Levend materiaal op basis van de natuur Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Peter onderzoekt slim materiaal gebaseerd op de natuur.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Lara is chemisch analist bij het bedrijf Astellas.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Oersoep en afvalwater Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Oersoep en afvalwater
Saskia probeert waardevolle moleculen uit afvalwater te halen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon CO2-recycling Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
CO2-recycling
Francesco werkt aan CO2 omzetten naar chemicaliën.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Voorsprong met een chemische achtergrond Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Bekijk Ruben als management trainee bij Remondis.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Timo is chemisch technoloog en projectmanager Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Techniek & Ontwerp
Beroep
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Hij deelt zijn werkervaringen graag met jou.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Verliefd op moleculen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Verliefd op moleculen
Bert Meijer doet onderzoek naar de dynamica van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Aanval door ons eigen immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Aanval door ons eigen immuunsysteem
Kim onderzoekt enzymen van auto-immuunziekten.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Katalysatoren tegen klimaatverandering Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Charlotte probeert CO2 om te zetten in waardevolle stoffen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog is elke dag anders Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Ontdek wat Catrien zo leuk vindt aan haar baan als technoloog.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Studie
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Op kleine schaal grote problemen oplossen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Krzysztof doet onderzoek naar macromoleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Een huid voor robots Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een huid voor robots
Professor Zhenan werkt aan kunstmatige elektronische huid.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Orgaanschade omkeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Orgaanschade omkeren
Patricia doet onderzoek naar synthetische materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Als chemisch analist moet je kritisch zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
Lara vertelt over werk als chemisch analist
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje