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 (Eсв) равна 395 кДж/моль:[стр. 380]. Бромид цезия в газообразном состоянии содержит молекулы димера Cs2Br2 плоской ромбической формы.
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:
Возможный альтернативный вариант — обменная реакция карбоната цезия с бромидом кальция или бария:
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:
Действием увлажнённого хлора на тонкоизмельченный бромид цезия можно получить дихлоробромат(I) цезия:
Соединение в водных растворах вступает в традиционные реакции ионного обмена, например:
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;
Комментарии
Примечания
Категория:Соли цезия Ц Категория:Галогениды металлов