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 ( ), 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 Cs ₂ Br ₂ 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. U = 625,9 кДж/моль ^{:[стр. 101]} . 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 H ₂ O 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 , ΔH o 298 = −208 кДж/моль; , S o 298 = 267 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования , ΔG o 298 = −240 кДж/моль. в кристаллическом состоянии : стандартная энтальпия образования , ΔH o 298 = −392 кДж/моль; , S o 298 = 117 Дж/(моль·K); стандартная энергия Гиббса образования , ΔG o 298 = −379 кДж/моль.

Получение

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

${\displaystyle {\mathsf {CsOH+HBr=CsBr+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {Cs_{2}CO_{3}+2HBr=2CsBr+CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {Cs_{2}CO_{3}+CaBr_{2}=2CsBr+CaCO_{3}\downarrow }}}$

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 :

${\displaystyle {\mathsf {CsBr+Br_{2}=Cs[Br(Br)_{2}]}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {CsBr+Cl_{2}=Cs[Br(Cl)_{2}]}}}$

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

${\displaystyle {\mathsf {CsBr+AgNO_{3}=CsNO_{3}+AgBr\downarrow }}}$

Применение

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

Комментарии

Примечания