谁能介绍一下钍229和铯137,它们为什么不稳定,分解式是什么?他们对工业和医学有什么用途?谢谢了

2025-03-14 10:50:58
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回答1:

  一种放射性的四价金属元素,以化合物的形式存在于矿物内(例如独居石和钍石),通常与稀土金属连系在一起,主要作为质量数为232的同位素,半衰期为1.39×10 10 年,放射出α粒子而形成新钍1 [thorium]——元素符号Th
  元素名称:钍
  元素原子量:232.0
  元素类型:金属、稀土金属
  原子序数:90
  原子体积:(立方厘米/摩尔)
  19.9
  元素在海水中的含量:(ppm)
  9.2
  元素在太阳中的含量:(ppm)
  0.0003
  氧化态:
  Main Th+4
  Other Th+2, Th+3
  元素符号:Th
  元素中文名称:钍
  元素英文名称:Thorium
  相对原子质量:232.0
  核内质子数:90
  核外电子数:90
  核电核数:90
  电离能 (kJ /mol)
  M - M+ 587
  M+ - M2+ 1110
  M2+ - M3+ 1978
  M3+ - M4+ 2780
  质子质量:1.5057E-25
  质子相对质量:90.63
  所属周期:7
  所属族数:IIIB
  摩尔质量:180
  氢化物:
  氧化物:ThO2
  最高价氧化物:ThO2
  密度:11.72
  熔点:1750.0
  沸点:4790.0
  外围电子排布:6d2 7s2
  核外电子排布:2,8,18,32,18,10,2
  晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。
  晶胞参数:
  a = 508.42 pm
  b = 508.42 pm
  c = 508.42 pm
  α = 90°
  β = 90°
  γ = 90°
  颜色和状态:灰色金属
  原子半径:
  常见化合价+4
  发现人:贝采里乌斯
  发现时间和地点:1828 瑞典
  元素来源:以化合物的形式存在于矿物内(例如独居石和钍石),通常与稀土金属连系在一起,主要作为质量数为232的同位素,半衰期为1.39?010年,放射出α粒子而形成新钍1
  元素用途:经过中子轰击,可得铀233,因此它是潜在的核燃料。
  工业制法:
  实验室制法:
  其他化合物:
  扩展介绍:一种放射性金属元素,灰色,质地柔
  发现人:贝齐利乌斯(J.J.Berzelius) 发现年代:1828年
  发现过程:
  1828年由贝齐利乌斯(J.J.Berzelius)发现的。
  元素描述:
  密度11.7克/立方厘米。熔点约1750℃,沸点约4000℃。在1400℃以下原子排列成面心立方晶体;当加热达到此温度时,便改为体心立方晶体。银白色金属,长期暴露在大气中渐变为灰色。质较软,可锻造。不溶于稀酸和氢氟酸,但溶于发烟的盐酸、硫酸和王水中。硝酸能使钍纯化。苛性碱对它无作用。高温时可与卤素、硫、氮作用。放射性元素,半衰期约为1.4×1010年。所有钍盐都显示出+4价。在化学性质上与锆、铪相似。
  元素来源:
  在地球上的储量几乎同铅一样丰富;主要的矿石是独居石、磷铈钍矿。金属钍可用钙还原二氧化钍[1],或用四氯化钍在氯化钠和氯化钾的熔融混合物中电解而制得。
  元素用途:
  用来制造合金,提高金属强度;和煤气灯的白热纱罩。钍在核反应中可以转化为原子燃料铀-233;所储藏的能量,比铀、煤、石油和其他燃料总和还要多许多,是一种极有前途的能源。
  元素辅助资料:
  1815年,贝齐里乌斯从事分析瑞典法龙(Fahlum)地方出产的一种矿石,发现一种新金属氧化物和锆的氧化物很相似。他用古代北欧雷神Thor命名这一新金属为throine(钍),给出它的拉丁名称 thorium和元素符号Th。由于贝齐里乌斯是当时化学界的权威,所以化学家们都承认了它。可是,贝齐里乌斯在10年后发表文章说,那个称为thorine的新金属不是新的,含它的矿石只是钇的磷酸盐。他自己撤销了对钍的发现。
  到1828年,贝齐里乌斯分析了另一种矿石,是由挪威南部勒峰(L?v?n)岛上所产的黑色花岗石中找到的,发现其中有一种当时未知的元素,仍用thorine命名它。现在明确,这种矿石的主要成分是硅酸钍ThSiO4。因此钍是先被命名后被发现的。
  钍在元素周期表中属于锕系,列入稀土元素族中。钍的氧化物和其他稀土元素的氧化物一样,很难还原,虽然贝齐里乌斯曾利用金属钾和氟化钍钾作用,获得不纯的金属钍。
  K2ThF6 + 4K → 6KF + Th
  只要后来用电解的方法才获得较纯的钍。
  元素符号: Th 英文名: Thorium 中文名: 钍
  相对原子质量: 0 常见化合价: +4 电负性: 0
  外围电子排布: 6d2 7s2 核外电子排布: 2,8,18,32,18,10,2
  同位素及放射线: Th-226[30.6m] Th-227[18.72d] Th-228[1.91y] Th-229[7340y] Th-230[75400y] Th-231[1.06d] Th-232(放 α[14000000000y]) Th-233[22.3m] Th-234[24.1d]
  电子亲合和能: 0 KJ·mol-1
  第一电离能: 0 KJ·mol-1 第二电离能: 0 KJ·mol-1 第三电离能: 0 KJ·mol-1
  单质密度: 11.72 g/cm3 单质熔点: 1750.0 ℃ 单质沸点: 4790.0 ℃
  原子半径: 0 埃 离子半径: 1.05(+4) 埃 共价半径: 0 埃
  常见化合物:
  发现人: 贝采里乌斯 时间: 1828 地点: 瑞典
  名称由来:
  得名于古代北欧神话中雷神托尔的名字“Thor”。
  元素描述:
  沉重的灰色放射性金属,柔软而富有延展性。
  元素来源:
  见于独居石和钍石等各种矿物中。
  元素用途:
  用于制造高强度合金与紫外线光电管。钍还是制造高级透镜的常用原料。用中子轰击钍可以得到一种核燃料--铀233。 铯  原子体积:(立方厘米/摩尔)
  71.07
  元素在太阳中的含量:(ppm)
  0.008
  元素在海水中的含量:(ppm)
  30000
  地壳中含量:(ppm)
  3
  名称:铯[1]
  符号:Cs
  序号:55
  系列 碱金属
  族, 周期, 元素分区 ⅠA 族, 6, s
  密度、硬度 1879 kg/m3、0.2
  颜色和外表 银金色
  地壳含量 6×10-4%
  原子属性
  原子量 132.9054519(2) 原子量单位
  原子半径 (计算值) 260(298)pm
  共价半径 225 pm
  莫氏硬度:0.2
  氧化态:
  Main Cs+1
  Other Cs-1
  晶胞参数:
  a = 614.1 pm
  b = 614.1 pm
  c = 614.1 pm
  α = 90°
  β = 90°
  γ = 90°
  电离能 (kJ /mol)
  M - M+ 375.7
  M+ - M2+ 2420
  M2+ - M3+ 3400
  M3+ - M4+ 4400
  M4+ - M5+ 6000
  M5+ - M6+ 7100
  M6+ - M7+ 8300
  M7+ - M8+ 11300
  M8+ - M9+ 12700
  M9+ - M10+ 23700
  范德华半径 无数据
  价电子排布 [氙]6s1
  电子在每能级的排布 2,8,18,18,8,1
  氧化价(氧化物) 1(强碱性)
  晶体结构 体新立方格
  物理属性
  物质状态 固态(顺磁性)
  熔点 301.59 K(28.44 °C)
  沸点 944 K(671 °C)
  摩尔体积 70.94×10-6m/mol
  汽化热 67.74 kJ/mol
  熔化热 2.092 kJ/mol
  蒸气压 2500 帕(1112K)
  声速 无数据
  其他性质
  电负性 0.79(鲍林标度)
  比热 240 J/(kg·K)
  电导率 4.89×106/(米欧姆)
  热导率 35.9 W/(m·K)
  第一电离能 375.7 kJ/mol
  第二电离能 2234.3 kJ/mol
  第三电离能 3400 kJ/mol
  最稳定的同位素
  同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量
  MeV 衰变产物
  133Cs 100 % 稳定
  134Cs 人造 2.05年 电子捕获
  β衰变
  2.06 134Xe
  134Ba
  135Cs 微量 2.0×106年 β衰变 2.10 135Ba
  137Cs 人造 30.17年 β衰变 1.17 137Ba
  元素类型:金属 [编辑本段]发现过程   1860年,德国的本生和基尔霍夫,在对矿泉的提取物进行光谱实验时,发现了铯。 [编辑本段]单质性质   银白色碱金属,性软而轻,具有延展性。密度1.8785克/厘米3。熔点28.40±0.01℃,沸点678.4℃。化合价+1。电离能3.894电子伏特。在碱金属中它是最活泼的,能和氧发生剧烈反应,生成多种氧化物的混合物。在潮湿空气中,氧化的热量足以使铯熔化并点燃。铯不与氮反应,但在高温下能与氢反应,生成相当稳定的氢化物。铯和水,甚至和温度低到-116℃的冰均可发生猛烈反应产生氢气、氢氧化物(2Cs+2H20=2CsOH+H2↑),生成的氢氧化铯是氢氧化碱中碱性最强的。与卤素也可生成稳定的卤化物,这是由于它的离子半径大所带来的特点。铯和有机物也会发生同其他碱金属相类似的反应,但它比较活泼。氯化铯是它的主要化合物。
  铯是碱金属之中最活泼的,能与水发生剧烈的反应,如果把铯放进盛有水的水槽中,马上就会爆炸,所以做反应时一定要小心。
  铯盐跟钾盐、钠盐一样溶与所有盐溶液中。
  铯在空气中生成一层灰蓝色的氧化铯,不到一分钟就燃烧起来,发出玫瑰色的火焰,生成过氧化铯和超氧化铯。 [编辑本段]来源   自然界中铯盐存在于矿物中,也有少量氯化铯存在于光卤石。由氯化铯用钙还原制取。 [编辑本段]元素用途   在光的作用下,铯会放出电子,金属铯主要用于制造光电管、摄谱仪、闪烁计数器、无线电电子管、军用红外信号灯以及各种光学仪器和检测仪器中。它的化合物用于玻璃和陶瓷的生产,用作二氧化碳净化装置中的吸收剂、无线电电子管吸气剂和微量化学中。在医药上铯盐还可用作服用含砷药物后的防休克剂。同位素铯-137可用以治疗癌症。
  其制作的原子钟准确度极高,每三百万年误差一秒。在国际单位制(SI),一秒现在被制定为:在零磁场下,铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。 [编辑本段]元素辅助资料   光谱分析比化学分析灵敏度高,在地壳中含量较少的铯、铷、铊、铟,在逃过了分析化学家们的手之后,就被光谱分析的关卡逮捕住了。
  1860年,本生和基尔霍夫创建光谱分析的这一年,他们用分光镜在浓缩的杜克海姆矿泉水中发现有一个新的碱金属存在。他们在一篇报告中叙述着:“蒸发掉40吨矿泉水,把石灰、锶土和苦土沉淀后,用碳酸铵除去锂土,得到的滤液在分光镜中除显示出钠、钾和锂的谱线外,还有两条明亮的蓝线,在锶线附近。现在并无已知的简单物质能在光谱的这一部分显现出这两条蓝线。经过研究可以得出结论,必有一未知的简单物质存在,属于碱金属族。我们建议把这一物质叫做caesium(铯),符号为Cs。命名来自拉丁文caesius,古代人们用它指晴朗天空的蓝色。……”
  其实早在1846年,德国弗赖贝格(Freiberg)冶金学教授普拉特勒曾经分析了鳞云母(又称红云母)的矿石时,误将硫酸铯当成了硫酸钠和硫酸钾的混合物了。铯从他手中溜走了。
  金属铯一直到1882年才由德国化学家塞特贝格电解氰化铯(CsCN)和氰化钡(Ba(CN)2)的混合物获得。 [编辑本段]第二软的金属——铯 (可用小刀切割)   如果有人问,除了汞以外,自然界里最软的金属元素是什么?你可以这样回答,铯就是最软的金属,它甚至比石蜡还软。
  铯具有活泼的个性,它本来披着一件漂亮的银白色的“外衣”,可是一与空气接触,马上就换成了灰蓝色,甚至不到一分钟就自动地燃烧起来,发出玫瑰般的紫红色或蓝色的光辉,把它投到水里,会立即发生强烈的化学反应,着火燃烧,有时还会引起爆炸。即使把它放在冰上,也会燃烧起来。正因为它这么地“不老实”,平时人们就把它“关”在煤油里,以免与空气、水接触。
  最有意思的是,铯的熔点很低,很容易就能变成液体。一般的金属只有在熊熊的炉火中才能熔化。,可是铯却十分特别,熔点只有摄氏二十八度半,除了水银之外,它就是熔点最低的金属了。大家都知道,我们人体的正常温度是摄氏三十七度,所以把铯放到手心里,它就会像冰块掉进热锅里那样很快地化成液体,在手心里滚来滚去。(实际上铯在空气中就可以发生剧烈的反应 放在手上会发生爆炸 这里只是形象的说法)
  在自然界里,铯的分布相当广泛,岩石、土壤、海水以至某些植物机体,到处都有它的“住地”。可是铯没有形成单独的矿场,在其他矿物中含量又少,所以生产起来很麻烦。一年下来,生产出的铯很少,“物以稀为贵”,现在铯比金子还贵。
  随着技术的发展与设备的完善,铯的制备成本与价格不断降低。 [编辑本段]最准确的计时仪器   用铯可以做成最准确的计时仪器——原子钟。
  一说到钟,你们自然明白这是一种计量时间的工具。人类的生活和生产活动离不开计时,想想看,如果有一天起床后,世界上所有的钟表都不翼而飞了,世界会变成什么样子呢?
  过去,人们确定时间都拿地球的自转作为基准。地球是个天然的计时器,它每昼夜绕轴自转一周,寒来暑往,年年如此。人们把地球自转一周所需要的时间定为一天——二十四小时,它的八万六千四百分之一就是一秒,秒的时间单位就是这样来的。
  但是,后来人们发现,由于潮汐力等许多因素的影响,地球不是一个非常准确的“时钟”。它的自转速度是不稳定的,时快时慢。虽然这种快慢的差别极小,但累计起来,误差就很大了。
  有没有一种更准确的计时仪器呢?
  人们开始打破旧的传统习惯,大的一头不行,往小的一头探索。人们发现:铯原子的第六层——即最外层的电子绕着原子核旋转的速度,总是极其精确地在几十亿分之一秒的时间内转完一圈,稳定性比地球绕轴自转高得多。利用铯原子的这个特点,人们制成了一种新型的钟——铯原子钟,规定一秒就是铯原子“振动”9192631770次(即相当于铯原子的最外层电子旋转这么多圈)所需要的时间。这就是“秒”的最新定义。
  利用铯原子钟,人们可以十分精确地测量出十亿分之一秒的时间,精确度和稳定性远远地扭过世界上以前有过的任何一种表,也超过了许多年来一直以地球自转作基准的天文时间。