המתכות הפעילות ביותר הן אלמנטים מקבוצות I ו- II, שנמצאים בצד שמאל של הטבלה המחזורית. מתכת נחשבת פעילה כאשר היא מגיבה חזק ובמהירות עם אלמנטים אחרים.התגובה של המתכת עולה ככל שאנחנו עוברים מהקודקוד לתחתית הטבלה המחזורית.
היוצא מן הכלל הוא מימן, שאינו נחשב למתכת ונמצא בפינה השמאלית העליונה של המערכת התקופתית של יסודות כימיים של מנדלב.
המתכות הפעילות ביותר בעולם
על פי התגובה של יסודות המתכת המופיעים בטבלה המחזורית של יסודות כימיים, הם מחולקים לשלוש קבוצות:
- מתכות פעילות.
- הפעילות הממוצעת של מתכות.
- מתכות לא פעילות.
המתכות הפעילות ביותר בכדור הארץ הן ליתיום, צזיום וצרפת.
צזיום הוא הפעיל ביותר מבין האלמנטים הלא רדיואקטיביים. זוהי מתכת נדירה בצבע צהוב-מבריק ומבריק עם מספר אטומי (מספר הפרוטונים בגרעין) 55. זהו אלמנט רך מאוד שיימס בידיים שלך - אם הוא לא יתפוצץ מוקדם יותר, מכיוון שהוא מגיב חזק ללחות.
יש גם אלמנט מאוד רדיואקטיבי, צרפת, שעשוי להיות פעיל יותר מצזיום. או אולי לא, כנראה שלעולם לא נדע, כי צרפת היא לא רק רדיואקטיבית במיוחד, אלא גם מתכת נדירה ביותר.
לאחת משלוש המתכות הפעילות ביותר - ליתיום - יש תכונה מעניינת. זה נותן צבע פטל ללהבות.
להלן הדגמת וידיאו לפעילותם של ליתיום, נתרן, אשלגן, רובידיום וצזיום.
מה זה צזיום
צזיום מתייחס למתכות אלקליות. הם מגיבים מאוד ואינם מתרחשים בחופשיות בטבע. מתכות אלה הן גם מסכות מאוד, הן מוליכות תרמיות וחשמליות טובות.
צזיום היה היסוד הראשון שניתן היה לאתר בעזרת ספקטרוסקופ. בשנת 1860 התגלה על ידי הכימאים הגרמנים רוברט בונסן וגוסטב קירכהוף כאשר ניתחו את ספקטרום המים המינרלים ממעיין באד דורקהיים.
צזיום נמצא באופן טבעי במינרלים של פולוקיט ולפידוליט. זה נמצא גם באלומינוסיליקטים רבים כמו בריל, פטל וקרנליט. מרבצי הצזיום הידועים והעשירים ביותר נמצאים בקנדה, על שפת אגם ברניק. כ- 70% מכל עתודות הקרקע מרוכזות שם. סקרן שהאגם הזה הוא המקום לפסטיבל הצזיום השנתי (24 בפברואר), כאשר טונות של חומר זה נשרפים בשלג, ושגעון טירוף נוסף של הצזיום.
צזיום הוא גם תוצר לוואי של ביקוע גרעיני בכורים.
תכונות צזיום
אומנם צזיום אינו המתכת הכבדה ביותר בעולם, אך היא הפעילה ביותר ובעלת מספר תכונות ייחודיות:
- זה שורף באופן ספונטני באוויר ומתפוצץ מייד במגע עם מים או לחות בכל צורה שהיא, אפילו עם קרח עד -116 С.
- זה נשרף עם להבה כחולה מבריקה. הלהבה נראית סגולה ללא התחלה, לא כחולה, אך לאחר מדיטציה מספקת, חקר העבודות על כימיה ושעות מאושרות שהוקמו ביראת כבוד לפני שריפת הצזיום, מתגלה האופי הכחול האמיתי של להבתה.
- השם "צזיום" מגיע משני קווים כחולים בהירים בספקטרום הפליטה שלו. בתרגום מלטינית "caesius" פירושו "כחול שמיים".
- ההידרוקסיד שלו (מצב מותך נוזלי) מסוגל לאכול בשר, זכוכית וחומרים רבים אחרים. רק המתכת רודיום ומספר סגסוגותיו מסוגלים לעמוד בפני התכה של צזיום הידרוקסיד.
- צידום יודיד וברומיד משמשים כמרכיבים מרכזיים בייצור אופטיקה בעלת דיוק גבוה, כולל מראות, משקפיים ומשקפת ראיית לילה. צזיום שימש גם באופן ניסיוני בתחנות כוח יוניות לחלליות, בגלל פוטנציאל היינון הנמוך שלו.
- צזיום משמש ליצירת שעוני האטום המדויקים ביותר. אפילו השעונים הטובים ביותר בעולם יכולים לפגר כמה שניות ואפילו דקה. אולם שעוני אטום מבוססי צזיום מאבדים רק שנייה אחת בחמישה מיליארד שנים.
- צזיום טבעי מורכב מאיזוטופ יציב אחד, Cs 133. ידועים 30 איזוטופים רדיואקטיביים נוספים הממלאים את הטווח בין Cs 114 ל- Cs 145. צזיום -137 (aka צזיום) הוא אחד המרכיבים הביולוגיים ביותר של פסולת רדיואקטיבית ונשירה גרעינית. הוא מצטבר באורגניזמים חיים ואפילו בפטריות, ותכולתו הגבוהה ביותר נמצאת באיילים ובעופות מים בצפון אמריקה.
בני אדם ובעלי חיים נחשפים ללא הפסקה לכמויות מינימליות של צזיום כאשר אוכלים, נושמים ושותים. למרות שלא סביר שאנו נהיה חולים רק בגלל צזיום, חשיפה ממושכת עלולה להוביל לתופעות בריאותיות שליליות, כולל בחילה, הקאות, דימום ונזק לתאים.
טיפול בצזיום ובסרטן
Paracelsus טען שהכל הוא רעל, והכל רפואה. זה רק עניין של מינון. וכשמדובר בצזיום, המילים של Paracelsus נכונות לחלוטין.
יעילותו של צזיום בטיפול במספר צורות סרטן, כולל גידולי מוח, נבדקת כעת. צזיום -131, האיזוטופ הרדיואקטיבי של צזיום, יחד עם איזוטופ רדיואקטיבי נוסף (יוד -125) מונחים בכמוסת ברכיתרפיה ("זרע").
על פי האגודה האמריקאית לברכיתרפיה, כמוסת ברכיתרפיה היא "תרמיל" רדיואקטיבי שמתאים ישירות לרקמות סרטניות. זרעים כאלה יעילים במספר צורות סרטן, כולל סרטן הערמונית, צוואר הרחם ואנדומטריום.
באחד המחקרים, השתלבו קבוצה של 24 חולים עם גידולים במוח עם זרעים ברכיאותרפיים עם צזיום -311. נצפו תופעות לוואי מזעריות, אך באופן כללי, החולים סבלו בצורה טובה את הטיפול הזה.
הרעיון של שימוש בזרעי ברכיתרפיה עם צזיום -131 כטיפול בסרטן עלה עוד בשנות השישים ותואר במחקר שפורסם בכתב העת Radiology. מחקר שפורסם בכתב העת Medical Physics בשנת 2009 דן בשימוש בזרעי צזיום -131 לטיפול בסרטן הערמונית עם תוצאות חיוביות.
יש צורך במחקר רב יותר לפני שטיפול בצזיום תופס את מקומו ברפואה. עם זאת, מחקרים הוכיחו עד כה כי השימוש ב צזיום -1331 לטיפול בסרטן באמצעות ברכיותרפיה מעודד.
השוואה בין צזיום וצרפת
כמו צזיום, צרפת (Fr) שייכת למתכות אלקליות (רק רדיואקטיביות) ובעלת פעילות כימית גבוהה במיוחד.
- הצפיפות של צרפת היא 1.87 גרם לסנטימטר מעוקב, וזה דומה לצפיפות הצזיום - 1.879 גרם לסנטימטר מעוקב.
- צזיום וצרפת הן שתיים מארבע המתכות שהופכות לנוזליות בטמפרטורת החדר. כספית וגליום מחזיקים באותו נכס.
- האינטראקציה של צזיום עם מים מאוד מרהיבה - עם פיצוץ, היווצרות של הידרוקסיד CsOH ומימן H2. צרפת ומים גם לא "אוהבים" זה את זה במיוחד, וכאשר הם מתקשרים זה בזה נוצר האלקלי החזק ביותר - הידרוקסיד צרפת.
- כמו צזיום, צרפת מצטברת באורגניזמים חיים. לכן, האיזוטופים של מתכת זו מצאו את יישומם ברפואה, לאבחון סרטן ומחקרים ביולוגיים שונים.
- אולם שכיחות הצזיום היא הרבה לפני צרפת. כ- 20 טון עפרות מועשרת בצזיום מועצבים מדי שנה בעולם. על פי PeriodicTable, צזיום הוא היסוד השכיח ביותר בקרום כדור הארץ. בצרפת בקרום כדור הארץ כולו יש כ -340 גרם.
כלומר, לפי תכונותיהם, שתי המתכות הפעילות ביותר על פני כדור הארץ דומות מאוד.
השוואות של צזיום וליתיום
ליתיום הוא שלושת המתכות הפעילות ביותר בעולם. זהו מרכיב מפתח בסוללות המפעילות סמארטפונים, מחשבים ניידים ומכוניות חשמליות. יותר ממחצית מאספקת הליתיום העולמית מגיעים מ"משולש הליתיום "- בוליביה, צ'ילה וארגנטינה. המקור הגדול ביותר ליתיום ממלח הוא המדבר הצ'יליאני אטקמה.
- כמו צזיום, ליתיום שייך למתכות אלקליות. וכמו צזיום, הוא נמצא בטבע רק בצורה של תרכובות. יתרה מזאת, שרידי ליתיום נמצאים כמעט בכל הסלעים הנגזרים ובמעיינות מינרלים רבים. זה היה אחד משלושת היסודות שיצר המפץ הגדול, יחד עם מימן והליום.
- ליתיום וצזיום בקרום כדור הארץ הם קטנים - 21 גרם / טון ו -3.7 גרם / ט בהתאמה.
- אם צזיום מתלקח באוויר תוך אינטראקציה עם חמצן, אז ניתן אפילו לאחסן ליתיום בחוץ למשך זמן מה. בשל "סובלנות" זו, הליתיום הוא הנציג היחיד של מתכות אלקליות שאינן דורשות אחסון בנפט. הוא יכול גם להעביר "ברכות לוהטות" כאשר הוא מתקשר עם חמצן, אך רק בטמפרטורות גבוהות.
- ליתיום הוא המתכת הכי פחות צפופה (0.533 גרם / ס"מ 3). צזיום בעל צפיפות גבוהה בהרבה - 1,879 גרם לסנטימטר מעוקב. קלילות הליתיום פירושה שהוא יכול לאגור אנרגיה מבלי להוסיף כוח משיכה למכשירים שונים.
- אבל ליתיום בעל נמס נמס נותן סיכויים לסיום. נקודת ההתכה שלה היא 180.5 מעלות צלזיוס. והצזיום נמס כבר ב 28.4 מעלות צלזיוס.
- אבל ליתיום מתבשל במהירות - ב 134 מעלות, אך להביא צזיום לרתיחה אינו קל, יש צורך בטמפרטורה של 678 מעלות.
- גם ליתיום וגם צזיום נחתכים בקלות בעזרת סכין רגילה.
