Бромид цезия

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

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 примитивная типа CsCl.

Молекулярная и кристаллическая структура

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^{:[стр. 373]}. Энергия атомизации (E_св) равна 395 кДж/моль^{:[стр. 380]}. Бромид цезия в газообразном состоянии содержит молекулы димера Cs₂Br₂ плоской ромбической формы.

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)^{:[стр. 91]}. Пространственная группа F m3m, a = 0,723 нм, Z = 4. Энергия кристаллической решётки U = 625,9 кДж/моль^{:[стр. 101]}. Длина связи Cs—Br в газообразном состоянии составляет 307 пм, в жидком — 355 пм, твёрдом — 362 пм. При температуре жидкого гелия в кристаллах бромида цезия происходит скольжение дислокации, приводящее к аномальной пластичности и тягучести соединения.

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

Физические свойства

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^{:[стр. 620]}. Теплота растворения в воде при комнатной температуре составляет −25,96 кДж/моль. Не образует кристаллогидратов. Из водных растворов кристаллизуется в виде безводных кубических кристаллов или безводных кристаллов в форме ромбических додекаэдров^{:[стр. 100]}.

Плотность водного раствора CsBr при 20 °C^{:[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.

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

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

Основные термодинамические характеристики:[стр. 462, 532]: в газообразном состоянии: стандартная энтальпия образования, ΔHo298 = −208 кДж/моль; стандартная энтропия образования, So298 = 267 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования, ΔGo298 = −240 кДж/моль. в кристаллическом состоянии: стандартная энтальпия образования, ΔHo298 = −392 кДж/моль; стандартная энтропия образования, So298 = 117 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования, ΔGo298 = −379 кДж/моль.

Получение

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

$𝖢𝗌𝖮𝖧\mathsf{+}𝖧𝖡𝗋\mathsf{=}𝖢𝗌𝖡𝗋\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$𝖢{𝗌}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖡𝗋\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖢𝗌𝖡𝗋\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

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

$𝖢{𝗌}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖢𝖺𝖡{𝗋}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖢𝗌𝖡𝗋\mathsf{+}𝖢𝖺𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }$

Химические свойства

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.

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

$𝖢𝗌𝖡𝗋\mathsf{+}𝖡{𝗋}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{=}𝖢𝗌\mathsf{[}𝖡𝗋\mathsf{(}𝖡𝗋{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{]}$

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

$𝖢𝗌𝖡𝗋\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{=}𝖢𝗌\mathsf{[}𝖡𝗋\mathsf{(}𝖢𝗅{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{]}$

Соединение в водных растворах вступает в традиционные реакции ионного обмена, например:

$𝖢𝗌𝖡𝗋\mathsf{+}𝖠𝗀𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{=}𝖢𝗌𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖠𝗀𝖡𝗋\mathsf{\downarrow }$

Применение

• Входит в состав люминофоров для люминесцентных экранов, используемых в рентгене;
• Источник щелочного металла (основа специальных таблеток) для термоионных детекторов, используемых в селективной газовой хроматографии;