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Caesium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Pronunciation | /ˈsiːziəm/ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Alternative name | cesium (US) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Appearance | pale gold | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standard atomic weight Ar°(Cs) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Caesium in the periodic table | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Atomic number (Z) | 55 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Group | group 1: hydrogen and alkali metals | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Period | period 6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | s-block | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electron configuration | [Xe] 6s1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrons per shell | 2, 8, 18, 18, 8, 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Physical properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Phase at STP | solid | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Melting point | 301.7 K (28.5 °C, 83.3 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Boiling point | 944 K (671 °C, 1240 °F) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Density (at 20° C) | 1.886 g/cm3 [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
when liquid (at m.p.) | 1.843 g/cm3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Critical point | 1938 K, 9.4 MPa[4] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of fusion | 2.09 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Heat of vaporization | 63.9 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar heat capacity | 32.210 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vapour pressure
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Atomic properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidation states | −1, +1[5] (a strongly basic oxide) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativity | Pauling scale: 0.79 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionization energies |
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Atomic radius | empirical: 265 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Covalent radius | 244±11 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals radius | 343 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Other properties | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Natural occurrence | primordial | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Crystal structure | body-centred cubic (bcc) (cI2) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lattice constant | a = 616.2 pm (at 20 °C)[3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal expansion | 92.6×10−6/K (at 20 °C)[3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thermal conductivity | 35.9 W/(m⋅K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrical resistivity | 205 nΩ⋅m (at 20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magnetic ordering | paramagnetic[6] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Young's modulus | 1.7 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bulk modulus | 1.6 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mohs hardness | 0.2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brinell hardness | 0.14 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS Number | 7440-46-2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
History | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Naming | from Latin caesius 'bluish grey', for its spectral colours | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Discovery | Robert Bunsen and Gustav Kirchhoff (1860) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
First isolation | Carl Setterberg (1882) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotopes of caesium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Caesium (IUPAC spelling;[9] cesium in American English) is a chemical element; it has symbol Cs and atomic number 55. It is a soft, silvery-golden alkali metal with a melting point of 28.5 °C (83.3 °F; 301.6 K), which makes it one of only five elemental metals that are liquid at or near room temperature. Caesium has physical and chemical properties similar to those of rubidium and potassium. It is pyrophoric and reacts with water even at −116 °C (−177 °F). It is the least electronegative element, with a value of 0.79 on the Pauling scale. It has only one stable isotope, caesium-133. Caesium is mined mostly from pollucite. Caesium-137, a fission product, is extracted from waste produced by nuclear reactors. It has the largest atomic radius of all elements whose radii have been measured or calculated, at about 260 picometers.
The German chemist Robert Bunsen and physicist Gustav Kirchhoff discovered caesium in 1860 by the newly developed method of flame spectroscopy. The first small-scale applications for caesium were as a "getter" in vacuum tubes and in photoelectric cells. Caesium is widely used in highly accurate atomic clocks. In 1967, the International System of Units began using a specific hyperfine transition of neutral caesium-133 atoms to define the basic unit of time, the second.
Since the 1990s, the largest application of the element has been as caesium formate for drilling fluids, but it has a range of applications in the production of electricity, in electronics, and in chemistry. The radioactive isotope caesium-137 has a half-life of about 30 years and is used in medical applications, industrial gauges, and hydrology. Nonradioactive caesium compounds are only mildly toxic, but the pure metal's tendency to react explosively with water means that caesium is considered a hazardous material, and the radioisotopes present a significant health and environmental hazard.
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