Введение

Хлорид цезия или цезия хлорид – неорганическое соединение с формулой CsCl. Эта бесцветная соль является важным источником ионов цезия в различных специализированных областях применения. Его кристаллическая структура представляет собой основной структурный тип, в котором каждый ион цезия координирован восемью ионами хлора. Хлорид цезия растворим в воде. При нагревании CsCl переходит в структуру NaCl. Цезия хлорид встречается в природе в виде примесей в карналлите (до 0,002%), сильвите и каините. Ежегодно в мире производится менее 20 тонн CsCl, в основном из цезийсодержащего минерала плуцита. Цезия хлорид широко используется в изопикнической центрифугации для разделения различных типов ДНК. Он является реагентом в аналитической химии, где используется для идентификации ионов по цвету и морфологии осадка. При обогащении радиоизотопами, такими как 137CsCl или 131CsCl, цезия хлорид применяется в ядерной медицине, например, для лечения рака и диагностики инфаркта миокарда. Исследовалась и другая форма лечения рака с использованием обычного, нерадиоактивного CsCl. В то время как обычный цезия хлорид обладает относительно низкой токсичностью для людей и животных, радиоактивная форма легко загрязняет окружающую среду из-за высокой растворимости CsCl в воде. Распространение порошка 137CsCl из 93-граммового контейнера в 1987 году в Гоянии, Бразилия, привело к одной из самых серьезных радиационных аварий, в результате которой погибли четыре человека и непосредственно пострадали 249.

Кристальная структура

Структура хлорида цезия имеет примитивную кубическую решетку с двухточечным базисом, где оба атома обладают восьмикоординационным окружением. Атомы хлора расположены в узлах решетки в вершинах куба, а атомы цезия – в центрах граней куба; альтернативное, но полностью эквивалентное описание предполагает расположение ионов цезия в вершинах куба, а иона хлора – в центре. Эту структуру разделяют CsBr, CsI и многие бинарные металлические сплавы. В отличие от них, другие галогениды щелочных металлов имеют структуру хлорида натрия (каменной соли). Структура CsCl реализуется, когда размеры обоих ионов сопоставимы (ионный радиус Cs+ составляет 174 пм при данном координационном числе, а Cl− – 181 пм), а структура хлорида натрия – когда они различны (ионный радиус Na+ составляет 102 пм, а Cl− – 181 пм). При нагревании выше 445 °C нормальная структура хлорида цезия (α CsCl) переходит в β-форму CsCl, имеющую структуру каменной соли (пространственная группа Fmm).

Раствор для ультрацентрифугирования

Хлорид цезия широко используется в центрифугировании в технике, известной как изопикническое центрифугирование. Центростремительные и диффузионные силы создают градиент плотности, позволяющий разделять смеси на основе их молекулярной плотности. Эта техника позволяет разделять ДНК различной плотности (например, фрагменты ДНК с различным содержанием АТ или ГЦ).

Ядерная медицина и рентгенография

Хлорид цезия, состоящий из радиоизотопов, таких как 137CsCl и 131CsCl, используется в экранах электронно-лучевых трубок и эксимерных лазерах. Также он применяется для активации электродов при сварке, что делает его полезным в электрофизиологических экспериментах в нейронауке.

Токсичность

Хлорид цезия обладает низкой токсичностью для человека и животных. Однако порошок хлорида цезия может вызывать раздражение слизистых оболочек и астму.