Бромид цезия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Бромид цезия
Бромид цезия
Общие
Систематическое
наименование
Бромид цезия
Традиционные названия Бромид цезия
Хим. формула CsBr
Рац. формула CsBr
Физические свойства
Состояние твёрдое
Примеси Rb, Ca, Na
Молярная масса 212,81 г/моль
Плотность 4,43[1]
Термические свойства
Т. плав. 637[1]
Т. кип. 1297[1] °C
Оптические свойства
Показатель преломления 1,6984[2]
Классификация
Рег. номер CAS 7787-69-1
PubChem 24592
Рег. номер EINECS 232-130-0
SMILES
RTECS FK9275000
ChemSpider 22994
Безопасность
ЛД50 1400[3]
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иначе.

Броми́д це́зия (цезий бромистый) — CsBr, неорганическое бинарное соединение цезия и брома, цезиевая соль бромоводородной кислоты. Бесцветное (в кристаллическом виде) вещество с ионной структурой; нелетучее, термически устойчивое, хорошо растворимое в воде. Кристаллическая решётка CsBr — кубическая объемноцентрированная типа CsCl.

Молекулярная и кристаллическая структура[править | править вики-текст]

Бромид цезия — соединение с ярко выраженной ионной структурой (ионный кристалл), где каждый ион цезия Cs+ окружен восемью ионами брома Br. Энергия ионизации, I = 7,78 эВ[1]:[стр. 373]. Энергия атомизации (Eсв) равна 395 кДж/моль[1]:[стр. 380]. Бромид цезия в газообразном состоянии содержит молекулы димера Cs2Br2 плоской ромбической формы[4].

Структура решётки CsBr

Кристаллическая решётка соединения кубическая, примитивная (α-CsBr), пространственная группа P m3m, a = 0,429 нм, Z = 1.

При нагревании α-CsBr переходит в гранецентрированную модификацию β-CsBr (тип NaCl)[5]:[стр. 91]. Пространственная группа F m3m, a = 0,723 нм, Z = 4. Энергия кристаллической решётки U = 625,9 кДж/моль[5]:[стр. 101]. Длина связи Cs—Br в газообразном состоянии составляет 307 пм[4], в жидком — 355 пм, твёрдом — 362 пм[6]. При температуре жидкого гелия в кристаллах бромида цезия происходит скольжение дислокации, приводящее к аномальной пластичности и тягучести соединения[7].

Элементный состав соединения: Cs 62,45 %, Br 37,55 %.

Физические свойства[править | править вики-текст]

Бромид цезия в нормальных условиях представляет собой бесцветное (в крупно-кристаллическом виде) или белое (в виде порошка) соединение хорошо растворимое в воде (123,3 грамм CsBr в 100 г H2O при 50 °С, 214 г при 80 °С)[1]:[стр. 620]. Теплота растворения в воде при комнатной температуре составляет −25,96 кДж/моль[8]. Не образует кристаллогидратов[9]. Из водных растворов кристаллизуется в виде безводных кубических кристаллов или безводных кристаллов в форме ромбических додекаэдров[5]:[стр. 100].

Плотность водного раствора CsBr при 20 °C[1]:[стр. 645]:

1 % 2 % 4 % 6 % 8 % 10 % 12 % 14 %
  Плотность, г/л 1006,1 1014,1 1030,5 1047,3 1064,7 1082,7 1101,2 1120,3
16 % 18 % 20 % 22 % 24 % 30 % 35 % 40 %
1140,1 1160,5 1181,7 1203,6 1226,3 1299,7 1367,6 1442,8

Соединение растворимо в метаноле, этаноле; хорошо растворимо в муравьиной кислоте и гидразине; плохо растворимо в ацетоне, пиридине, эфире, ацетонитриле, нитробензоле[9].

Хорошо растворим в бромоводородной кислоте. Зависимость максимальной концентрации CsBr (по массе) в водном растворе HBr различной концентрации при 25 °C[9]:

Концентрация HBr, % 5 % 10 % 15% 20 % 25 %
Концентрация CsBr, % 49,0 40,6 33,3 27,9 23,4

Основные термодинамические характеристики[1]:[стр. 462, 532]:

в газообразном состоянии:

в кристаллическом состоянии:

Получение[править | править вики-текст]

В лабораторных условиях бромид цезия может быть получен взаимодействием гидроксида, карбоната, гидрокарбоната или сульфида цезия с бромистоводородной кислотой:

\mathsf{CsOH+HBr=CsBr+H_2O}
\mathsf{Cs_2CO_3+2HBr=2CsBr+CO_2\uparrow+H_2O}

Возможный альтернативный вариант — обменная реакция карбоната цезия с бромидом кальция или бария:

\mathsf{Cs_2CO_3+CaBr_2=2CsBr+CaCO_3\downarrow}

Химические свойства[править | править вики-текст]

Бромид цезия — термически довольно устойчивое соединение. В отсутствие воды в газообразном состоянии при температуре 2100—2400 K степень диссоциации молекул CsBr не превышает 0,025[10].

Концентрированный водный раствор бромида цезия реагирует с жидким бромом с образованием дибромобромата(I) цезия[11]:

\mathsf{CsBr+Br_2=Cs[Br(Br)_2]}

Действием увлажнённого хлора на тонкоизмельченный бромид цезия можно получить дихлоробромат(I) цезия[12]:

\mathsf{CsBr+Cl_2=Cs[Br(Cl)_2]}

Применение[править | править вики-текст]

Применение в оптике[править | править вики-текст]

Комментарии[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А. Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — 685 с. — ISBN 5-7107-8085-5
  2. Таблица неорганических и координационных соединений. Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений. ChemAnalytica.com. Проверено 15 апреля 2011. Архивировано из первоисточника 28 июля 2012.
  3. Safety data for caesium bromide (англ.). Chemical and Other Safety Information. The Physical and Theoretical Chemistry Laboratory Oxford University. Проверено 15 апреля 2011. Архивировано из первоисточника 28 июля 2012.
  4. 1 2 Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. — М.: Высший химический колледж РАН, 1997. — С. 85.
  5. 1 2 3 Плющев В. Е., Стёпин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия. — М.: «Химия», 1970. — 406 с.
  6. Danek V. Physico-Chemical Analysis of Molten Electrolytes. — First edition. — Elsevier, 2006. — P. 11. — 449 p. — ISBN 0-444-52116-X
  7. Koizumi H., Suzuki T. Dislocation Motion in Alkali-Halides with CsCl Structure // Dislocations in Solids / Edited by Suzuki H., Ninomiya T., Sumino K., Takeuchi Sh.. — University of Tokio Press: Yamada Science Foundation, 1985. — P. 479. — 672 p. — (Yamada Conference IX). — ISBN 4-13-068113-3
  8. Mullin J. W. Crystallization. — Fourth edition. — Oxford: Butterworth-Heinemann, 2001. — P. 521. — 594 p. — ISBN 0-7506-4833-3
  9. 1 2 3 Цезия галогениды // Химическая энциклопедия / Главный редактор И. Л. Кнунянц. — М.: «Советская энциклопедия», 1998. — Т. 5. — С. 657. — ISBN 5-85270-310-9
  10. Шумилов А. А. Термодинамические расчёты фазового состава летучих продуктов деления в топливной полости, МЭЗ и ВЦС // Материалы 13-ой Международной телекоммуникационной конференции молодых ученых и студентов «Молодежь и наука». Секция 1.12: Физика, химия и компьютерная разработка материалов. — 2009.
  11. Степин Б. Д., Плющев В. Е., Факеев А. А. Анионгалогенааты щелочных металлов и аммония // Успехи химии. — 1965. — Т. 34. — № 11. — С. 1890.
  12. Цезий - фотографии (рус.). Химия и Химики № 3 2012. Журнал Химия и Химики. Проверено 29 июля 2012. Архивировано из первоисточника 10 августа 2012.
  13. Vandenbroucke D. A. N., Leblans P. J. R. CR Mammography: Image Quality Measurement and Model Calculation for Needle vs. Powder Imaging Plate (англ.) // Digital Mammography: Lecture Notes in Computer Science. — 2010. — Т. 6136. — С. 219—226. — DOI:10.1007/978-3-642-13666-5_30

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]