ЦЕЗИЙ [от лат. caesius - голубой (по ярко-синим спектр. линиям); лат. Cesium] Cs, хим. элемент I гр. периодич. системы, ат. н. 55, ат. м. 132,9054; относится кщелочным металлам. Природный Ц. состоит из стабильного нуклида ¹³³Cs. Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 2,9 х 10^-27 м². Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 6s¹; степень окисления +1; энергия ионизации при переходе Cs°-> Cs⁺->Cs²⁺ соотв. 3,89397, 25,1 эВ; сродство к электрону 0,47 эВ; электроотрицательность по Полингу 0,7; работа выхода электрона 1,81 эВ; металлич. радиус 0,266 нм, кова-лентный радиус 0,235 нм, ионный радиус Cs⁺ 0,181 нм (координац. число 6), 0,188 нм (8), 0,192 нм (9), 0,195 нм (10), 0,202 нм (12). 
Содержание Ц. в земной коре 3,7 x 10^-4% по массе. Минералы Ц.- поллуцит (Cs, Na)[AlSi₂O₆] x nН₂О (содержание Cs₂O 29,8-36,7% по массе) и редкий авогадрит (К, Cs)[BF₄]. Ц. присутствует в виде примеси в богатых калием алюмосиликатах: лепидолите (0,1-0,5% Cs₂O), флогопите (0,2-1,5%) и др., также в карналлите (0,0003-0,002% CsCl), трифилине, в термальных (до 5 мг/л Cs) и озерных (до 0,3 мг/л Cs) водах. Пром. источники Ц.- поллуцит и лепидолит. Осн. месторождения поллуцита находятся в Канаде, Намибии, Зимбабве. Перспективные сырьевые источники: нефелиновые руды, карналлит, цезиевый биотит, флогопит и др. слюды и слюдяные хвосты, получаемые при разработке берилловых, фенакитовых, флюоритовых месторождений, а также высокоминерализованные термальные воды.

Свойства. Ц.- мягкий серебристо-белый металл, при комнатной т-ре находится в полужидком состоянии. Пары окрашены в зеленовато-синий цвет. Кристаллизуется в кубич. объемноцентрированной решетке: а = 0,6141 нм, z = 2, пространств. группа Im3m; т. пл. 28,44 °С, т. кип. 669,2 °С; плотн. 1,904 г/см³ (20 °С); теплоемкость 32,21 Дж/(моль x К); энтальпия плавления 2,096 кДж/моль, энтальпия испарения 65,62 кДж/моль, энтальпия возгонки 76,54 кДж/моль (298,15 К); энтропия 85,23 Дж/(моль x К); ур-ния температурной зависимости давления пара: lgp (мм рт. ст.) = -4122/T+ 5,228 - 1,514 lgT + 3977T (100-301,59 К), lgp (мм рт. ст.)= -3822/T + 4,940 - 0,746 lgТ (301,59-897 К).
По чувствительности к свету Ц. превосходит все др. элементы. Катод из Ц. испускает поток электронов даже под действием ИК излучения с длиной волны 0,80 мкм, макс. электронная эмиссия наблюдается у Ц. при освещении зеленым светом (у др. элементов - при действии фиолетовых или УФ лучей). 
Ц. химически очень активен. Стандартный электродный потенциал -2,923 В. На воздухе мгновенно окисляется с воспламенением, образуя надпероксид CsO₂ с примесью пероксида Cs2O₂. При ограниченном доступе О₂ окисляется до цезия оксида Cs₂O; CsO₂ переходит в озонид CsO₃ в токе озонированного О₂ при 40 °С. С водой Ц. реагирует со взрывом с образованием гидроксида CsOH и выделением Н₂. Взаимод. с сухим Н₂ при 200-350 °С под давлением 5-10 МПа или в присут. катализатора с образованием гидрида CsH. Горит в атмосфере галогенов, давая цезия галогениды. Сульфиды Cs₂S_n (n = 1-6) получают взаимод. металла с S в жидком NH₃. Селенид Cs₂Se и теллурид Cs₂Te синтезируют сплавлением Ц. соотв. с Se и Те в вакууме. С N₂ в обычных условиях Ц. не взаимод., с жидким N₂ при электрич. разряде между электродами, изготовленными из Ц., образует нитрид Cs₃N. Ц. раств. в жидком NH₃, алкиламинах и полиэфирах, образуя синие р-ры, обладающие электронной проводимостью; в аммиачном р-ре Ц. медленно реагирует с NH₃ c выделением Н₂ и образованием амида CsNH₂. С газообразным NH₃ при 120 °С образует CsNH₂, с красным Р в вакууме при 400-430 °С - фосфид Cs₂P₅, с порошком графита при 200-500 °С- карбид C₈Cs, а при более высоких т-рах - C₂₄Cs, C₃₆Cs и др. карбиды, с ацетиленом при 300 °С в вакууме - ацетиленид Cs₂С₂, с Si и Ge в атмосфере Аr при 600 °С - соотв. силицид CsSi и германид CsGe. Ц. взаимод. с СО₂, ССl₄ со взрывом. Выше 300 °С разрушает стекло, восстанавливая Si из SiO₂ и силикатов. Ц. реагирует со всеми к-тами с образованием соответствующих солей, со спиртами дает алкоголяты.

Ц. образует твердые р-ры с К и Rb, эвтектич. смесь с Na, не смешивается с Li. Со мн. металлами дает интерметаллиды, напр. CsAu, CsSn₄. 
Получение. Для извлечения Ц. из поллуцита используют след. методы: кислотные, спекание и сплавление, прямое получение металлич. Ц. В кислотных методах применяют галогеноводородные к-ты (чаще соляную) или H₂SO₄. Поллуцит разлагают конц. соляной к-той при натр., из полученного р-ра действием SbCl₃ осаждают Cs₃[Sb₂Cl₉], к-рый обрабатывают горячей водой или р-ром NH₃ с образованием CsCl. При разложении поллуцита серной к-той получают алюмоцезиевые квасцы CsAl(SO₄)₂ x 12H₂O. 
Из методов спекания и сплавления наиб. распространен метод Аренда: поллуцит спекают со смесью СаО и СаС1₂, спек выщелачивают в автоклаве горячей водой, р-р упаривают досуха с H₂SO₄ для отделения CaSO₄, остаток обрабатывают горячей водой; из полученного р-ра осаждают Cs₃[Sb₂Cl₉]. Прямое извлечение металлич. Ц. осуществляют путем нагревания до 900 °С в вакууме смеси (1:3) измельченного поллуцита и Са (или Аl). 
Ц. из лепидолита получают попутно при его переработке на соед. лития. Ц. осаждают из маточных р-ров после выделения Li₂CO₃ или LiOH в виде смеси алюмоцезиевых, алюморубидиевых и алюмокалиевых квасцов. 
Для разделения Cs, Rb и К и получения чистых соед. Ц. применяют методы фракционированной кристаллизации квасцов и нитратов, осаждения и перекристаллизации Cs₃[Sb₂Cl₉], Cs₂[SnCl₆]. Используют также ионообменную хроматографию на синтетич. смолах и неорг. ионитах (клиноптилолит и др.), экстракцию производными фенола [4-втор-бутил-2-(альфа-метилбензил)фенол, алкилфенолы С₇-С₉ и др.]. Для получения соед. Ц. высокой чистоты применяют его полигалогениды. 
Извлечение радиоактивного изотопа ¹³⁷Cs (Т_1/2 33 г, продукт деления U в ядерных реакторах) из р-ров, полученных при переработке радиоактивных отходов ядерных реакторов, осуществляют методами соосаждения с гексацианоферратами Fe, Ni, Zn или фосфоровольфраматом аммония, ионного обмена на гексацианоферрате Ni, фосфоровольфрамате аммония и др., экстракционным. 
Металлич. Ц. получают в осн. металлотермии, восстановлением CsCl (кальцием или магнием, 0,1-10 Па, 700-800 °С) с послед. очисткой от примесей ректификацией и вакуумной дистилляцией. По др. способу проводят электролиз расплава CsHal с жидким свинцовым катодом и получают сплав Cs-Pb, из к-рого выделяют металлич. Ц. дистилляцией в вакууме. Ц. высокой чистоты получают медленным термич. разложением CsN₃ в вакууме (менее 10 Па, 390-395 °С). 
Определение. Качественно Ц. обнаруживают по характерным линиям спектра 894,35 нм и 852,11 нм. Для микрохим. обнаружения используют осаждение Cs₃[Sb₂Cl₉], Cs₃[Bi₂I₉], Cs[SnI₅] и др. менее избирательные р-ции. Наиб. распространенные методы определения микроколичеств Ц.- эмиссионная пламенная фотометрия и атомно-абсорбционная спектрометрия. Применяют также радиохим. метод изотопного разбавления и нейтронно-активационный анализ. 
При высоком содержании Ц. в пробе его определяют гравиметрически в виде Cs[B(C₆H₅)₄], Cs[Bi₂I₉,], Cs2[TeI₆], Cs₃[Co(NO₂)₆] и нек-рых др. солей. В гораздо меньшей степени используют титриметрич. и спектрофотометрич. методы. 
Применение. Металлич. Ц.- компонент материала катодов для фотоэлементов, фотоэлектронных умножителей, телевизионных передающих электронно-лучевых трубок, термоэмиссионных электронно-оптич. преобразователей. Ц. используют в вакуумных электронных приборах (как геттер), выпрямителях, атомных стандартах времени. Цезиевые "атомные часы" необыкновенно точны. Их действие основано на переходах между двумя состояниями атома Ц.- с параллельной и антипараллельной ориентацией собств. магн. моментов ядра атома и валентного электрона; этот переход сопровождается колебаниями со строго постоянными характеристиками (длина волны 3,26 см). Пары Ц.- рабочее тело в магнитогидродинамич. генераторах, газовых лазерах, ионных ракетных двигателях. Радионуклид ¹³⁷Cs используют для g-дефектоскопии, в медицине для диагностики и лечения. Ц.-теплоноситель в ядерных реакторах, компонент смазочных материалов для космич. техники. 
Мировое произ-во Ц. и его соединений (без СНГ) ок. 10 т в год. 
Хранят Ц. в ампулах из стекла пирекс в атмосфере Аr или стальных герметичных сосудах под слоем обезвоженного масла (вазелинового, парафинового). Утилизируют обработкой остатков металла пентанолом.

Ц. открыли Р. Бунзен и Г. Кирхгоф в 1861; впервые выделил металлич. Ц. в 1882 К. Сеттерберг.

Лит.: Плющев В. Е., Степин Б. Д., Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия, М., 1970; Коган Б.И., Названова В. А., Солодов Н.А., Рубидий и цезий, М., 1971; Плющев В. Е., Степин Б.Д., Аналитическая химия рубидия и цезия, М., 1975; Мозговой А. Г. [и др.], в кн.: Обзоры по теплофизическим свойствам веществ, М., 1985, № 1, с. 3-108; Степин Б. Д., Цветков А.А., Неорганическая химия, М., 1994; Hart W. А. [а. о.], The chemistry of lithium, sodium, potssium, rubidium, cesium and francium, Oxf., 1975.

Л. И. Покровская.