Das aktivste Metall der Welt ist Cäsium.

Die aktivsten Metalle sind Elemente der Gruppen I und II, die sich auf der linken Seite des Periodensystems befinden. Ein Metall gilt als reaktiv, wenn es stark und schnell mit anderen Elementen reagiert. Die Reaktivität eines Metalls nimmt zu, wenn wir uns im Periodensystem von oben nach unten bewegen.

Die Ausnahme bildet Wasserstoff, der nicht als Metall gilt und sich in der oberen linken Ecke von Mendelejews Periodensystem der chemischen Elemente befindet.

Die aktivsten Metalle der Welt

Entsprechend der Reaktivität der im Periodensystem der chemischen Elemente aufgeführten Metallelemente werden diese in drei Gruppen eingeteilt:

1. Aktive Metalle.
2. Metalle mittlerer Aktivität.
3. Niedrigaktive Metalle.

Die aktivsten Metalle auf der Erde sind Lithium, Cäsium und Francium.

Cäsium ist das aktivste der nicht radioaktiven Elemente. Es ist ein seltenes silbergelb glänzendes Metall mit einer Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern) von 55. Es ist ein sehr weiches Element, das in Ihren Händen schmilzt – wenn es nicht zuerst explodiert, da es stark auf Feuchtigkeit reagiert.

Es gibt auch ein sehr radioaktives Element, Francium, das möglicherweise aktiver ist als Cäsium. Oder vielleicht auch nicht, wir werden es wahrscheinlich nie erfahren, denn Francium ist nicht nur extrem radioaktiv, sondern auch ein äußerst seltenes Metall.

Das letzte der drei aktivsten Metalle, Lithium, hat eine interessante Eigenschaft. Es verleiht den Flammen eine purpurrote Farbe.

Hier ist eine Videodemonstration der Aktivität von Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium.

Was ist Cäsium?

Cäsium ist ein Alkalimetall. Sie sind hochreaktiv und kommen in der Natur nicht frei vor. Diese Metalle sind außerdem sehr duktil und gute thermische und elektrische Leiter.

Cäsium war das erste Element, das mit einem Spektroskop nachgewiesen werden konnte. Es wurde 1860 von den deutschen Chemikern Robert Bunsen und Gustav Kirchhoff entdeckt, als sie das Spektrum des Mineralwassers aus der Bad Dürkheimer Quelle analysierten.

Cäsium kommt natürlicherweise in den Mineralien Pollucit und Lepidolit vor. Es kommt auch in vielen Alumosilikaten wie Beryll, Petalit und Carnallit vor. Das reichste bekannte Cäsiumvorkommen befindet sich in Kanada am Ufer des Bernick Lake. Dort sind etwa 70% aller irdischen Reserven konzentriert. Interessanterweise ist dieser See die Heimat des jährlichen Cäsium-Festivals (24. Februar), bei dem Tonnen davon im Schnee verbrannt werden und anderer Cäsium-Wahnsinn die Oberhand gewinnt.

Cäsium ist auch ein Nebenprodukt der Kernspaltung in Reaktoren.

Eigenschaften von Cäsium

Cäsium ist vielleicht nicht das schwerste Metall der Welt, aber es ist das aktivste und verfügt über eine Reihe einzigartiger Eigenschaften:

• Es brennt spontan an der Luft und explodiert sofort bei Kontakt mit Wasser oder Feuchtigkeit jeglicher Form, sogar mit Eis bis zu -116 °C.
• Es brennt mit einer strahlend blauen Flamme. Für den Uneingeweihten erscheint die Flamme eher violett als blau, aber mit genügend Meditation, dem Studium der Chemie und glückseligen Stunden, die sie voller Ehrfurcht vor dem Brennen von Cäsium verbringen, wird die wahre blaue Natur ihrer Flamme offenbart.
• Der Name „Cäsium“ kommt von den beiden leuchtend blauen Linien in seinem Emissionsspektrum. Aus dem Lateinischen übersetzt bedeutet „caesius“ „himmelblau“.
• Sein Hydroxid (flüssiger, geschmolzener Zustand) kann sich durch Fleisch, Glas und viele andere Substanzen fressen. Nur das Metall Rhodium und einige seiner Legierungen können der Schmelze von Cäsiumhydroxid standhalten.
• Cäsiumiodid und -bromid werden als zentrale Komponenten bei der Herstellung von Präzisionsoptiken verwendet, darunter Zielfernrohre, Schutzbrillen und Nachtsichtferngläser. Aufgrund seines geringen Ionisierungspotentials wurde Cäsium auch experimentell in Ionenantriebssystemen für Raumfahrzeuge eingesetzt.
• Cäsium wird zur Herstellung der genauesten Atomuhren verwendet. Selbst die besten Armbanduhren der Welt können ein paar Sekunden oder sogar eine Minute nacheilen. Aber Atomuhren auf Cäsiumbasis verlieren alle fünf Milliarden Jahre nur eine Sekunde.
• Natürliches Cäsium besteht aus einem stabilen Isotop, Cs 133. Es sind 30 weitere radioaktive Isotope bekannt, die den Bereich von Cs 114 bis Cs 145 abdecken. Cäsium-137 (auch als Radiocäsium bekannt) ist einer der biologisch gefährlichsten Bestandteile radioaktiver Abfälle und nuklearer Niederschlag. Es reichert sich in lebenden Organismen und sogar in Pilzen an und die höchsten Konzentrationen werden bei Rentieren und Wasservögeln in Nordamerika gefunden.

Durch Essen, Atmen und Trinken sind Menschen und Tiere ständig kleinsten Mengen Cäsium ausgesetzt. Während es unwahrscheinlich ist, dass wir allein durch Cäsium krank werden, kann eine langfristige Exposition zu gesundheitsschädlichen Auswirkungen wie Übelkeit, Erbrechen, Blutungen und Zellschäden führen.

Cäsium- und Krebsbehandlung

Paracelsus argumentierte auch, dass alles Gift und alles Medizin sei. Es ist nur eine Frage der Dosierung. Und wenn es um Cäsium geht, sind die Worte von Paracelsus absolut wahr.

Cäsium wird derzeit auf seine Wirksamkeit bei der Behandlung verschiedener Krebsarten, einschließlich Hirntumoren, untersucht. Cäsium-131, ein radioaktives Isotop von Cäsium, wird zusammen mit einem anderen radioaktiven Isotop (Jod-125) in eine Brachytherapiekapsel („Seed“) gegeben.

Nach Angaben der American Brachytherapy Society handelt es sich bei einer Brachytherapiekapsel um eine radioaktive „Kapsel“, die direkt in das Krebsgewebe eingesetzt wird. Diese Samen wirken gegen verschiedene Krebsarten, darunter Prostata-, Gebärmutterhals- und Endometriumkrebs.

In einer Studie wurden einer Gruppe von 24 Patienten mit Hirntumoren Cäsium-131-Brachytherapie-Seeds in den Tumor implantiert. Es wurden nur minimale Nebenwirkungen festgestellt, aber die Patienten vertrugen diese Behandlungsform im Allgemeinen gut.

Die Idee, Cäsium-131-Brachytherapie-Seeds zur Krebsbehandlung einzusetzen, stammt aus den 1960er Jahren und wurde in einer in der Fachzeitschrift Radiology veröffentlichten Studie beschrieben. Eine 2009 in der Fachzeitschrift Medical Physics veröffentlichte Studie diskutierte den Einsatz von Cäsium-131-Samen zur Behandlung von Prostatakrebs mit positiven Ergebnissen.

Es bedarf weiterer Forschung, bevor die Cäsiumbehandlung einen festen Platz in der Medizin erhält. Bisherige Untersuchungen zeigen jedoch, dass der Einsatz von Cäsium-131 zur Behandlung von Krebstumoren mittels Brachytherapie vielversprechend ist.

Vergleich von Cäsium und Frankreich

Francium (Fr) ist wie Cäsium ein Alkalimetall (nur radioaktiv) und weist eine extrem hohe chemische Aktivität auf.

• Die Dichte von Francium beträgt 1,87 Gramm pro Kubikzentimeter, was mit der Dichte von Cäsium vergleichbar ist – 1,879 Gramm pro Kubikzentimeter.
• Cäsium und Francium sind zwei der vier Metalle, die bei Raumtemperatur flüssig werden. Quecksilber und Gallium haben die gleichen Eigenschaften.
• Die Wechselwirkung von Cäsium mit Wasser erfolgt sehr effektiv – bei einer Explosion entsteht die Bildung von Hydroxid CsOH und Wasserstoff H2. Francium und Wasser „mögen“ sich auch nicht besonders, und wenn sie interagieren, entsteht das stärkste Alkali – Franciumhydroxid.
• Wie Cäsium reichert sich auch Francium in lebenden Organismen an. Daher haben Isotope dieses Metalls ihre Verwendung in der Medizin, zur Krebsdiagnose und für verschiedene biologische Studien gefunden.
• Doch hinsichtlich der Prävalenz liegt Cäsium weit vor Francium. Jährlich werden weltweit etwa 20 Tonnen angereichertes Cäsiumerz abgebaut. Laut Periodensystem ist Cäsium das 50. häufigste Element in der Erdkruste. Frankreich, in der gesamten Erdkruste sind es etwa 340 Gramm.

Das heißt, die beiden aktivsten Metalle auf dem Planeten sind sich in ihren Eigenschaften sehr ähnlich.

Vergleiche von Cäsium und Lithium

Lithium ist eines der drei aktivsten Metalle auf dem Planeten. Es ist eine Schlüsselkomponente in den Batterien, die Smartphones, Laptops und Elektrofahrzeuge antreiben. Mehr als die Hälfte des weltweiten Lithiumangebots stammt aus dem Lithiumdreieck – Bolivien, Chile und Argentinien. Die größte Quelle für die Gewinnung von Lithium aus Salz ist die chilenische Atacama-Wüste.

• Lithium ist wie Cäsium ein Alkalimetall. Und wie Cäsium kommt es in der Natur nur in Form von Verbindungen vor. Darüber hinaus finden sich Spuren von Lithium in fast allen magmatischen Gesteinen und in vielen Mineralquellen. Es war neben Wasserstoff und Helium eines von drei Elementen, die beim Urknall entstanden sind.
• In der Erdkruste gibt es wenig Lithium und Cäsium – 21 g/t bzw. 3,7 g/t.
• Wenn sich Cäsium bei der Wechselwirkung mit Sauerstoff an der Luft entzündet, kann Lithium sogar für einige Zeit an der Luft gelagert werden. Dank dieser „Toleranz“ ist Lithium der einzige Vertreter der Alkalimetalle, der keiner Speicherung in Kerosin bedarf. Auch er kann im Kontakt mit Sauerstoff „feurige Grüße“ übermitteln, allerdings nur bei hohen Temperaturen.
• Lithium ist das Metall mit der geringsten Dichte (0,533 g/cm3). Cäsium hat eine viel höhere Dichte – 1,879 Gramm pro Kubikzentimeter. Das geringe Gewicht von Lithium bedeutet, dass es Energie speichern kann, ohne den Geräten mehr Volumen zu verleihen.
• Aber hinsichtlich des niedrigen Schmelzpunkts verschafft Lithium dem Cäsium einen Vorsprung. Sein Schmelzpunkt liegt bei 180,5 Grad Celsius. Und Cäsium schmilzt bei 28,4 Grad Celsius.
• Aber Lithium siedet schnell – bei 134 Grad, aber Cäsium zum Kochen zu bringen ist nicht einfach, es ist eine Temperatur von 678 Grad erforderlich.
• Sowohl Lithium als auch Cäsium lassen sich leicht mit einem normalen Messer schneiden.