Najaktivniji metali su elementi skupine I i II, koji se nalaze na lijevoj strani periodičke tablice. Metal se smatra aktivnim kada snažno i brzo reagira s drugim elementima. Reaktivnost metala povećava se dok prelazimo s vrha na dno periodičke tablice.
Izuzetak je vodik, koji se ne smatra metalom, a nalazi se u gornjem lijevom kutu periodnog sustava Mendeleevih kemijskih elemenata.
Najaktivniji metali na svijetu
Prema reaktivnosti metalnih elemenata navedenih u periodičnoj tablici kemijskih elemenata dijele se u tri skupine:
- Aktivni metali.
- Prosječna aktivnost metala.
- Neaktivni metali.
Najaktivniji metali na Zemlji su litij, cezij i Francuska.
Cezij je najaktivniji od neradioaktivnih elemenata. Ovo je rijedak srebrno-žuti sjajni metal s atomskim brojem (broj protona u jezgri) 55. To je vrlo mekan element koji će se rastopiti u vašim rukama - ako ne eksplodira ranije, jer snažno reagira na vlagu.
Postoji i vrlo radioaktivni element, Francuska, koji je možda aktivniji od cezija. A možda i ne, vjerojatno nikad nećemo znati, jer Francuska nije samo izuzetno radioaktivan, već i izuzetno rijedak metal.
Posljednji od tri najaktivnija metala - litij - ima zanimljivo svojstvo. Daje malinu boju plamenu.
Evo video demonstracije aktivnosti litija, natrija, kalija, rubidija i cezija.
Što je cezij
Cezij se odnosi na alkalne metale. Vrlo su reaktivni i u prirodi se ne javljaju slobodno. Ti su metali također vrlo duktilni, dobri su toplinski i električni vodiči.
Cezij je bio prvi element koji se mogao detektirati spektroskopom. 1860. otkrili su ga njemački kemičari Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff kada su analizirali spektar mineralne vode iz izvora Bad Dürkheim.
Cezij se prirodno nalazi u mineralima poluucita i lepidolita. Nalazi se i u mnogim aluminosilikatima poput berila, petalita i karnalita. Najbogatija poznata ležišta cezija nalaze se u Kanadi, na obali jezera Bernick Lake. Oko 70% svih zemljišnih rezervi koncentrirano je tamo. Zanimljivo je da je ovo jezero mjesto održavanja godišnjeg festivala cezija (24. veljače), kada se tone ove tvari spaljuju u snijegu, a prevladava druga cezijeva ludost.
Cezij je također nusprodukt nuklearne fisije u reaktorima.
Svojstva cezija
Iako cezij nije najteži metal na svijetu, najaktivniji je i ima niz jedinstvenih svojstava:
- Ona spontano izgara u zraku i trenutačno eksplodira pri kontaktu s vodom ili vlagom u bilo kojem obliku, čak i s ledom do –116 S.
- Izgara sjajno plavim plamenom. Plamen djeluje ljubičasto do nepozvanih, a ne plavih, ali nakon dovoljno meditacije, proučavanja radova na kemiji i blaženih sati provedenih u strahu prije nego što cezij gori, otkriva se prava plava priroda njegovog plamena
- Naziv "cezij" dolazi od dvije svijetlo plave linije u svom emisijskom spektru. U prijevodu s latinskog, "caesius" znači "nebesko plavo".
- Njegov hidroksid (tekuće rastaljeno stanje) može jesti meso, staklo i mnoge druge tvari. Samo metal rodij i brojne njegove legure mogu izdržati talinu cezijevog hidroksida.
- Cezijev jodid i bromid koriste se kao središnje komponente u proizvodnji visoko precizne optike, uključujući prizora, naočale i dvogled. Cezij se eksperimentalno koristi u ionskim elektranama za svemirske brodove, zbog niskog potencijala za ionizaciju.
- Cezij se koristi za stvaranje najtočnijih atomskih satova. Čak i najbolji satovi na svijetu mogu zaostajati nekoliko sekundi ili čak minutu. Ali atomski satovi temeljeni na cezijuu gube samo jednu sekundu u pet milijardi godina.
- Prirodni cezij sastoji se od jednog stabilnog izotopa, Cs 133. Poznato je još 30 radioaktivnih izotopa koji ispunjavaju raspon od Cs 114 do Cs 145. Cezij-137 (aka cezij) jedna je od najčešćih bioloških opasnih komponenti radioaktivnog otpada i nuklearnog ispadanja. Akumulira se u živim organizmima, pa čak i u gljivicama, a njegov najveći sadržaj postoji u jelena i vodopada u Sjevernoj Americi.
Ljudi i životinje su stalno izloženi minimalnim količinama cezija kada jedu, dišu i piju. Iako je malo vjerojatno da ćemo biti bolesni samo zbog cezija, dugotrajno izlaganje može dovesti do štetnih zdravstvenih učinaka, uključujući mučninu, povraćanje, krvarenje i oštećenje stanica.
Liječenje cezijom i rakom
Paracelsus je tvrdio da je sve otrov, a sve medicina. Samo je pitanje doziranja. A kad je u pitanju cezij, riječi Paracelsusa apsolutno su istinite.
Trenutno se istražuje efikasnost cezija u liječenju nekoliko oblika raka, uključujući tumor na mozgu. Cezij-131, radioaktivni izotop cezija, zajedno s drugim radioaktivnim izotopom (jod-125) je smješten u kapsulu za brahiterapiju ("sjeme").
Prema Američkom društvu za brahiterapiju, kapsula brahiterapije je radioaktivni "pod" koji se izravno uklapa u kancerozno tkivo. Takve sjemenke su učinkovite u nekoliko oblika raka, uključujući rak prostate, grlića maternice i endometrija.
U jednom istraživanju skupini od 24 pacijenta s tumorima mozga implantirano je brahioterapeutsko sjeme s cezijom-131. Uočene su minimalne nuspojave, ali općenito su pacijenti dobro podnosili ovaj oblik liječenja.
Ideja o korištenju sjemena brahiterapije s cezijom-131 kao liječenje raka nastala je još u 1960-ima i opisana je u studiji objavljenoj u časopisu Radiology. Studija objavljena u časopisu Medical Physics 2009. godine raspravljala je o upotrebi sjemena cezija-131 za liječenje raka prostate s pozitivnim rezultatima.
Potrebno je još istraživanja prije nego što liječenje cezijom čvrsto zauzme svoje mjesto u medicini. Ipak, dosadašnja istraživanja dokazala su da je uporaba cezija-131 za liječenje raka brahioterapijom ohrabrujuća.
Usporedba cezija i Francuske
Poput cezija, Francuska (Fr) pripada alkalijskim metalima (samo radioaktivnim) i ima izuzetno visoku kemijsku aktivnost.
- Gustoća Francuske je 1,87 grama po kubnom centimetru, što je usporedivo s gustoćom cezija - 1,879 grama po kubnom centimetru.
- Cezij i Francuska dva su od četiri metala koja na sobnoj temperaturi postaju tekuća. Merkur i galij imaju isto svojstvo.
- Interakcija cezija i vode vrlo je spektakularna - s eksplozijom, stvaranjem hidroksida CsOH i vodika H2. Francuska i voda također se posebno ne "vole", a kada međusobno djeluju, nastaje najjača alkalija - Francuska hidroksid.
- Poput cezija, Francuska se akumulira u živim organizmima. Stoga su izotopi ovog metala pronašli svoju primjenu u medicini, za dijagnozu raka i razne biološke studije.
- No, prevalencija cezija daleko je ispred Francuske. U svijetu se minira oko 20 tona rude obogaćene cezijom. Prema PeriodicTable-u, cezij je 50. najčešći element zemljine kore. Francuska u cijeloj zemljinoj kori, ima oko 340 grama.
To su, po svojim svojstvima, dva najaktivnija metala na planeti vrlo slična.
Usporedbe cezija i litija
Litij je u top 3 najaktivnije metale na planeti. Ovo je ključna komponenta u baterijama koje napajaju pametne telefone, prijenosna računala i električne automobile. Više od polovice svjetske zalihe litija dolazi iz "litijevog trokuta" - Bolivije, Čilea i Argentine. Najveći izvor litija iz soli je čileanska pustinja Atacama.
- Poput cezija, i litij pripada alkalnim metalima. I, poput cezija, on se u prirodi nalazi samo u obliku spojeva. Štoviše, tragovi litija nalaze se u gotovo svim magnetskim stijenama i u mnogim mineralnim izvorima. Bio je to jedan od tri elementa koja je stvorio Veliki prasak, zajedno s vodikom i helijem.
- Litij i cezij u zemljinoj kori su mali - 21 g / t, odnosno 3,7 g / t.
- Ako se cezij zapali u zraku, u interakciji s kisikom, tada se litij može čuvati i na otvorenom neko vrijeme. Zbog ove „tolerancije“, litij je jedini predstavnik alkalnih metala koji ne zahtijeva skladištenje u kerozinu. Također može prenijeti "vatrene pozdrave" pri interakciji s kisikom, ali samo pri visokim temperaturama.
- Litij je najmanje gusti metal (0,533 g / cm3). Cezij ima puno veću gustoću - 1,879 grama po kubnom centimetru. Lakoća litija znači da on može pohraniti energiju bez dodavanja gravitacije raznim uređajima.
- Ali litij s niskim talištem daje vjerojatnost cezijumu. Talište mu je 180,5 Celzijevih stupnjeva. A cezij se topi već na 28,4 Celzijeva stupnja.
- Ali litij zagrijava brzo - na 134 stupnja, ali dovod cezija do vrenja nije lako, potrebna je temperatura od 678 stupnjeva.
- I litij i cezij lako se režu običnim nožem.
