सिझियम

सिझियम : धातुरुप मूलद्रव्य. रासायनिक चिन्ह Cs अणुक्रमांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉनांची संख्या) ५५ अणुभार १३२·९०५ आवर्त सारणीतील [इलेक्ट्रॉन रचनेनुसार केलेल्या मूलद्रव्यांच्या कोष्टकरुप मांडणीतील ⟶ आवर्त सारणी] क्षारीय (अल्कलाइन) धातू गटात रुबिडियमानंतरचे सर्वांत जड मूलद्रव्य वितळबिंदू २८·५° से. उकळबिंदू ७०५° से. घनता १·९ गॅ./ सेंमी.^३ (२०° से. ला). सिझियमाचे एकूण ३९ समस्थानिक (अणुक्रमांक तोच परंतु द्रव्यमानांक भिन्न असलेले त्याच मूलद्रव्याचे प्रकार) आहेत. याच्या स्थिर नैसर्गिक समस्थानिकाचा द्रव्यमानांक (अणुकेंद्रातील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांची एकूण संख्या) १३३ असून कृत्रिम किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचे द्रव्यमानांक ११२ ते १३२ आणि १३४ ते १५१ असे आहेत. सिझियम (१३७) या समस्थानिकाचा अर्धायुकाल (किरणोत्सर्गाची मूळची क्रियाशीलता निम्मी होण्यास लागणारा काळ) ३० वर्षे आहे. विद्युत् विन्यास (अणुकेंद्राभोवतील विविध कक्षांतील इलेक्ट्रॉनांची मांडणी ) २, ८, १८, १८, ८, १ संयुजा [इतर अणूशी संयोग पावण्याची क्षमता दर्शविणारा अंक ⟶ संयुजा] १.

इतिहास : सिझियमाचा शोध रोबर्ट व्हिल्हेल्म बन्सन व गुस्टाफ रोबेर्ट किरखोफ या जर्मन रसायनशास्त्रज्ञांनी १८६० मध्ये लावला. जर्मनीतील ड्यूर्क्‌हाइम येथील ४४,००० लि. खनिज पाण्यापासून सिझियमाची लवणे मिळविली गेली. या लवणांच्या वर्णपटातील निळ्या भागात दिसणाऱ्या वैशिष्ट्यपूर्ण निळ्या रंगाच्या रेषांवरुन संशोधकांना यामूलद्रव्याचे अस्तित्व लक्षात आले. लॅटिन शब्द सिझियस (आकाशी निळा रंग) यावरुन त्याचे नाव सिझियम असे ठेवले आहे. सिझियम हे वर्णपट विश्लेषण तंत्राद्वारे शोधले गेलेले पहिले मूलद्रव्य होते.

आढळ : सिझियम हे दर दशलक्ष भागांत याप्रमाणे पृथ्वीच्या कवचात ७ भाग, ग्रॅनाइट खनिजात १ भाग, गाळाच्या खडकांत ४ भाग आणि सागरी पाण्यात ०·२ भाग इतक्या कमी प्रमाणात असते. मुख्यतः पोल्युसाइट [ (Cs, Na)₂ Al₂Si₄O₁₂.H₂O] या खनिजापासून सिझियम मिळते. या खनिजात ६–३४% सिझियम ऑक्साइड (Cs₂O) असते. हे खनिज मॅनिटोबामधील बेर्निक जलाशयात पुष्कळ प्रमाणात सापडते. लेपिडोलाइट व कार्नालाइट या खनिजांमध्येही सिझियम आढळते.

निर्मिती : कार्ल सेटरबर्ग यांनी सायुज्जित सिझियम-बेरियम-सायनाइड या मिश्रणाचे विद्युत् विच्छेदन (विद्रावातून वा वितळलेल्या संयुगातून विद्युत् प्रवाह नेऊन त्यातील घटक अलग करण्याची क्रिया) करुन सर्वप्रथम सिझियम धातू तयार केली (१८८२). ही धातू व्यापारी दृष्ट्या पोल्युसाइट खनिजापासून मिळवितात. पोल्युसाइट हे कॅल्शियम धातूबरोबर निर्वात नळीत तापवून ⇨ क्षपणाने सिझियम धातू मिळते. याच पद्घतीने सिझियम हॅलाइडे कॅल्शियम धातूबरोबर सिझियम हायड्रॉक्साइड, कार्बोनेट किंवा ॲल्युमिनेट मॅग्नेशियम धातूबरोबर निर्वात नळीत तापवून क्षपणाने सिझियम धातू मिळते. ॲझाइडाचे ऊष्मीय अपघटन (उष्णतेच्या साहाय्याने मोठ्या रेणूचे लहान रेणूत तुकडे करणाऱ्या क्रिया) केल्याने सिझियम मिळते. सिझियम क्रोमेट व झिर्कोनियम या मिश्रणाच्या निर्वात नलिकेमधील ज्वलनाने रेडिओ नलिकांमध्ये वापरण्यात येणारी सिझियम धातू तयार होते.

गुणधर्म : शुद्घ सिझियम धातू रुपेरी, पांढरी व मऊ असून कोठी तापमानाला द्रवावस्थेत असते. इतर क्षारीय धातूंपेक्षा सिझियमाला सर्वांत जास्त घनता व बाष्पदाब आहे, तर सर्वांत कमी आयनीभवन वर्चस् व उकळबिंदू आहे. सिझियम सर्वांत कमी प्रमाणात पृथ्वीच्या कवचात आढळते. सिझियमाच्या उत्सर्जन वर्णपटातील निळ्या भागात दोन तेजस्वी निळ्या रेषा इतर अनेक तांबड्या, पिवळ्या आणि हिरव्या भागांतील कित्येक रेषांबरोबर दिसून येतात [ ⟶ वर्णपटविज्ञान]. ही धातू ओळखण्यासाठी ⇨ ज्योत प्रकाशमापन पद्घतीचाही उपयोग करता येतो.

संयुगे : सिझियम क्षारीय धातू गटात (लिथियम, पोटॅशियम इ. धातूंचा समावेश असलेल्या आवर्त सारणीतील १ अ गटात ) असल्यामुळे तिचे गुणधर्म आणि संयुगे पोटॅशियम व रुबिडियम या मूलद्रव्यांसारखेच आहेत. सिझियम सर्वांत जास्त विक्रियाशील क्षारीय धातू आहे. ही धातू हवेमध्ये उघडी राहिल्यास जलद रीत्या पेट घेते व लाल जांभळ्या ज्योतीने जळते. या धातूची पाणी किंवा बर्फ यांबरोबर –११६^° से. तापमानाला जोरदार विक्रिया होते आणि हायड्रोजन मुक्त होऊन सिझियम हायड्रॉक्साइड (CsOH) तयार होते. हिच्या अपूर्ण ऑक्सिडीकरणाने Cs₇O, Cs₄O, Cs₇O₂ आणि Cs₂O या ऑक्साइडांचे मिश्रण तयार होते. सिझियम हायड्रॉक्साइड हे तीव्र अल्कली आहे. त्यामध्ये कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू मिसळला असता किंवा सिझियम नायट्रेटाची ऑक्झॅलिक अम्लाबरोबर विक्रिया केली असता सिझियम कार्बोनेट (Cs₂CO₃) मिळते. सिझियम कार्बोनेट किंवा हायड्रॉक्साइड यांचे हायड्रोजन हॅलाइडांबरोबर उदासिनीकरण केले असता सिझियम हॅलाइडे तयार होतात. सिझियम क्लोराइड (CsCl) नायट्रिक अम्लाबरोबर तापविले असता सिझियम नायट्रेट तयार होते. गरम बेरियम हायड्रॉक्साइडाची उकळत्या सिझियम ॲलमाबरोबर विक्रिया केल्यास सिझियम सल्फेट (Cs₂SO₄) मिळते.

उपयोग : सिझियम धातूचा उपयोग प्रकाशविद्युत् घट [ ⟶ प्रकाश-विद्युत्] आणि इलेक्ट्रॉन नलिका [⟶ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ति] यांच्या निर्मितीमध्ये होतो. ही धातू या नलिकांमध्ये शोषक निर्वातक घटक म्हणून वापरतात. कार्बन डाय-ऑक्साइडाचे शुद्घीकरण करण्यासाठी सिझियम शोषक म्हणून वापरतात. सुरुवातीच्या आयन एंजिनांमध्ये सिझियम परिचालक म्हणून वापरली जात होती. काही कार्बनी संयुगांचे हायड्रोजनीकरण करण्यासाठी ही धातू उत्प्रेरक (प्रत्यक्ष विक्रियेत भाग न घेता तिची गती बदलणारा पदार्थ) म्हणून वापरतात. कार्बनी रसायनशास्त्रात क्षारक आणि निर्जल फ्ल्युओराइड आयनांचा स्रोत म्हणून सिझियम फ्ल्युओराइडाचा (CsF) उपयोग केला जातो. ⇨ चुंबकीय क्षेत्रमापकांमध्ये सिझियम बाष्प वापरले जाते. सिझियम (१३३) हा समस्थानिक ⇨ आणवीय कालमापकामध्ये वापरतात. सिझियम (१३७) या समस्थानिकाचा उपयोग क्ष-किरण चित्रणासाठी आणि क्षयरोगावरील संशोधन व उपचारांसाठी केला जातो.

दीक्षित, रा. ज्ञा.