تعتبر العناصر الأكثر نشاطًا هي عناصر المجموعتين الأولى والثانية الموجودة على الجانب الأيسر من الجدول الدوري. يعتبر المعدن نشطًا عندما يتفاعل بقوة وسرعة مع العناصر الأخرى ، وتزداد تفاعلية المعدن مع انتقالنا من أعلى الجدول إلى أسفله.
الاستثناء هو الهيدروجين ، الذي لا يعتبر معدنًا ويقع في الزاوية اليسرى العليا من النظام الدوري للعناصر الكيميائية في مندليف.
أكثر المعادن نشاطًا في العالم
وفقًا لتفاعلية العناصر المعدنية المدرجة في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية ، يتم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات:
- المعادن النشطة.
- متوسط نشاط المعادن.
- المعادن الخاملة.
أكثر المعادن نشاطًا على الأرض هي الليثيوم والسيزيوم وفرنسا.
السيزيوم هو أكثر العناصر غير المشعة نشاطًا. هذا معدن نادر فضي أصفر لامع برقم ذري (عدد البروتونات في النواة) 55. إنه عنصر ناعم للغاية سيذوب في يديك - إذا لم ينفجر في وقت مبكر ، لأنه يتفاعل بقوة مع الرطوبة.
هناك أيضًا عنصر مشع للغاية ، فرنسا ، والذي قد يكون أكثر نشاطًا من السيزيوم. أو ربما لا ، ربما لن نعرف أبدًا ، لأن فرنسا ليست فقط مشعة للغاية ، ولكن أيضًا معدن نادر للغاية.
آخر المعادن الثلاثة الأكثر نشاطًا - الليثيوم - له خاصية مثيرة للاهتمام. يعطي لون التوت للنار.
هنا عرض فيديو لنشاط الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم.
ما هو السيزيوم
يشير السيزيوم إلى الفلزات القلوية. إنها تفاعلية للغاية ، ولا تحدث بحرية في الطبيعة. هذه المعادن أيضًا مرنة جدًا ، فهي موصلات حرارية وكهربائية جيدة.
كان السيزيوم هو العنصر الأول الذي يمكن الكشف عنه باستخدام مطياف. في عام 1860 ، اكتشفه الكيميائيون الألمان روبرت بنسن وجوستاف كيرشهوف عندما قاموا بتحليل طيف المياه المعدنية من نبع باد دوركهايم.
تم العثور على السيزيوم بشكل طبيعي في معادن البولايت والليبيدوليت. يوجد أيضًا في العديد من سيليكات الألمنيوم مثل البريل والبيتاليت والكرناليت. تقع أغنى رواسب السيزيوم في كندا على ضفاف بحيرة بيرنيك. يتركز حوالي 70 ٪ من جميع احتياطيات الأراضي هناك. من الغريب أن هذه البحيرة هي مكان مهرجان السيزيوم السنوي (24 فبراير) ، عندما يتم حرق أطنان من هذه المادة في الثلج ، ويسود جنون السيزيوم الآخر.
السيزيوم هو أيضًا منتج ثانوي للانشطار النووي في المفاعلات.
خصائص السيزيوم
على الرغم من أن السيزيوم ليس أثقل معدن في العالم ، إلا أنه الأكثر نشاطًا وله عدد من الخصائص الفريدة:
- يحترق تلقائيًا في الهواء وينفجر على الفور عند ملامسة الماء أو الرطوبة بأي شكل من الأشكال ، حتى مع الثلج حتى -116 درجة مئوية.
- يحترق بلهب أزرق لامع. يبدو اللهب أرجوانيًا بالنسبة للمبتدئين ، وليس الأزرق ، ولكن بعد التأمل الكافي ، ودراسة الأعمال المتعلقة بالكيمياء والساعات الممتعة التي تقضيها في رهبة قبل حرق السيزيوم ، تم الكشف عن الطبيعة الزرقاء الحقيقية للهب.
- يأتي اسم "السيزيوم" من خطين أزرقين لامعين في طيف الانبعاث. ترجمت من اللاتينية "caesius" تعني "السماء الزرقاء".
- هيدروكسيدها (الحالة المنصهرة السائلة) قادر على أكل اللحم والزجاج والعديد من المواد الأخرى. فقط معدن الروديوم وعدد من سبائكه قادر على تحمل ذوبان هيدروكسيد السيزيوم.
- يتم استخدام يوديد السيزيوم وبروميد كمكونات مركزية في إنتاج بصريات عالية الدقة ، بما في ذلك المشاهد والنظارات ومناظير الرؤية الليلية. كما تم استخدام السيزيوم تجريبيا في محطات الطاقة الأيونية للمركبات الفضائية ، بسبب قدرتها المنخفضة على التأين.
- يستخدم السيزيوم لإنشاء أدق الساعات الذرية. حتى أفضل الساعات في العالم يمكن أن تتخلف لبضع ثوانٍ أو حتى دقيقة. لكن الساعات الذرية القائمة على السيزيوم تفقد ثانية واحدة فقط في خمسة مليارات سنة.
- يتكون السيزيوم الطبيعي من نظير واحد مستقر ، Cs 133. ومن المعروف أن 30 نظيرًا مشعًا آخر يملأ النطاق من Cs 114 إلى Cs 145. السيزيوم 137 (المعروف أيضًا باسم الإشعاع الكيميائي) هو أحد أكثر المكونات الخطرة من النفايات المشعة والتداعيات النووية. يتراكم في الكائنات الحية وحتى في الفطريات ، ويوجد أعلى محتواه في الرنة والطيور المائية في أمريكا الشمالية.
يتعرض البشر والحيوانات باستمرار إلى الحد الأدنى من كميات السيزيوم عند تناول الطعام والتنفس والشرب. على الرغم من أنه من غير المحتمل أن نمرض فقط بسبب السيزيوم ، إلا أن التعرض لفترات طويلة يمكن أن يؤدي إلى آثار صحية ضارة ، بما في ذلك الغثيان والقيء والنزيف وتلف الخلايا.
علاج السيزيوم والسرطان
ادعى باراسيلسوس أن كل شيء هو سم ، وكل شيء هو دواء. إنها فقط مسألة جرعة. وعندما يتعلق الأمر بالسيزيوم ، فإن كلمات باراسيلسوس صحيحة تمامًا.
فعالية السيزيوم في علاج العديد من أشكال السرطان ، بما في ذلك أورام المخ ، هي قيد التحقيق حاليًا. يتم وضع السيزيوم 131 ، النظير المشع للسيزيوم مع نظير مشع آخر (اليود 125) في كبسولة العلاج الإشعاعي الموضعي ("البذور").
وفقًا للجمعية الأمريكية للعلاج الإشعاعي الموضعي ، فإن كبسولة العلاج الإشعاعي الموضعي عبارة عن "قرنة" مشعة تتناسب مباشرة مع الأنسجة السرطانية. هذه البذور فعالة في عدة أشكال من السرطان ، بما في ذلك سرطان البروستاتا وعنق الرحم وبطانة الرحم.
في إحدى الدراسات ، تم زرع مجموعة من 24 مريضًا يعانون من أورام في الدماغ ببذور علاجية جراحية باستخدام السيزيوم 131. لوحظت آثار جانبية طفيفة ، ولكن بشكل عام ، يتحمل المرضى هذا الشكل من العلاج جيدًا.
ظهرت فكرة استخدام بذور العلاج الإشعاعي الموضعي مع السيزيوم 131 كعلاج للسرطان في الستينيات وتم وصفها في دراسة نشرت في مجلة Radiology. ناقشت دراسة نشرت في مجلة Medical Physics في عام 2009 استخدام بذور السيزيوم 131 لعلاج سرطان البروستاتا مع نتائج إيجابية.
هناك حاجة إلى مزيد من البحث قبل أن يأخذ علاج السيزيوم مكانه بقوة في الطب. ومع ذلك ، فقد أثبتت الدراسات حتى الآن أن استخدام السيزيوم 131 لعلاج السرطان بالعلاج بالأشعة هو أمر مشجع.
مقارنة السيزيوم وفرنسا
مثل السيزيوم ، تنتمي فرنسا (Fr) إلى الفلزات القلوية (فقط المشعة) ولديها نشاط كيميائي مرتفع للغاية.
- تبلغ كثافة فرنسا 1.87 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب ، وهي قابلة للمقارنة مع كثافة السيزيوم - 1.879 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب.
- السيزيوم وفرنسا هما من المعادن الأربعة التي تصبح سائلة في درجة حرارة الغرفة. يمتلك الزئبق والغاليوم نفس الملكية.
- تفاعل السيزيوم مع الماء مذهل للغاية - مع انفجار ، وتشكيل هيدروكسيد CsOH وهيدروجين H2. فرنسا والماء أيضًا لا "يحبان" بعضهما البعض بشكل خاص ، وعندما يتفاعلان ، يتم تشكيل أقوى القلويات - هيدروكسيد فرنسا.
- مثل السيزيوم ، تتراكم فرنسا في الكائنات الحية. لذلك ، وجدت نظائر هذا المعدن تطبيقها في الطب لتشخيص السرطان والدراسات البيولوجية المختلفة.
- لكن انتشار السيزيوم يفوق بكثير فرنسا. يتم استخراج حوالي 20 طنًا من الخام المخصب بالسيزيوم سنويًا في العالم. وفقًا لـ PeriodicTable ، يعد السيزيوم العنصر الخمسين الأكثر شيوعًا في القشرة الأرضية. فرنسا في قشرة الأرض بأكملها ، هناك حوالي 340 غرامًا.
أي ، من خلال خصائصهما ، فإن المعدنين الأكثر نشاطًا على الكوكب متشابهان جدًا.
مقارنات السيزيوم والليثيوم
الليثيوم في أعلى 3 معادن نشطة على هذا الكوكب. هذا مكون رئيسي في البطاريات التي تعمل على تشغيل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والسيارات الكهربائية. يأتي أكثر من نصف إمدادات الليثيوم في العالم من "مثلث الليثيوم" - بوليفيا وشيلي والأرجنتين. أكبر مصدر من الليثيوم من الملح هو صحراء أتاكاما التشيلية.
- الليثيوم ، مثل السيزيوم ، ينتمي إلى الفلزات القلوية. ومثل السيزيوم ، يوجد في الطبيعة فقط في شكل مركبات. علاوة على ذلك ، توجد آثار الليثيوم في جميع الصخور النارية تقريبًا وفي العديد من الينابيع المعدنية. كان أحد العناصر الثلاثة التي أنشأتها Big Bang ، إلى جانب الهيدروجين والهيليوم.
- الليثيوم والسيزيوم في قشرة الأرض صغيران - 21 جم / طن و 3.7 جم / طن على التوالي.
- إذا اشتعل السيزيوم في الهواء ، متفاعلًا مع الأكسجين ، فيمكن حتى تخزين الليثيوم في الهواء الطلق لبعض الوقت. بسبب هذا "التسامح" ، الليثيوم هو الممثل الوحيد للمعادن القلوية التي لا تتطلب التخزين في الكيروسين. يمكنه أيضًا نقل "التحيات النارية" عند التفاعل مع الأكسجين ، ولكن فقط في درجات الحرارة المرتفعة.
- الليثيوم هو المعدن الأقل كثافة (0.533 جم / سم 3). تحتوي السيزيوم على كثافة أعلى بكثير - 1،879 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب. خفة الليثيوم تعني أنه يمكن تخزين الطاقة دون إضافة الجاذبية للأجهزة المختلفة.
- لكن الليثيوم منخفض الذوبان يعطي احتمالات السيزيوم. تبلغ درجة انصهاره 180.5 درجة مئوية. ويذوب السيزيوم بالفعل عند 28.4 درجة مئوية.
- لكن الليثيوم يغلي بسرعة - عند 134 درجة ، ولكن غليان السيزيوم ليس سهلاً ، درجة حرارة 678 درجة ضرورية.
- يتم قص كل من الليثيوم والسيزيوم بسهولة بسكين عادي.
