CÉSIUM

Le césium est l'élément chimique de numéro atomique 55 et de symbole Cs ; il a été identifié pour la première fois en 1860 par Kirchhoff et Bunsen par analyse spectrale ; deux raies bleues à 456 et 459,7 nm sont à l'origine de son nom (caesium : bleu du ciel). C'est un métal jaune pâle très facilement fusible.

Si l'on excepte le francium, élément 87 qui ne possède pas d'isotope stable, le césium apparaît comme le dernier élément de la famille des métaux alcalins. Sa structure électronique fondamentale est caractérisée par un électron célibataire 6 s qui fait suite à une structure de gaz rare en s²p⁶ (xénon). De l'effet d'écran dû à cette configuration électronique particulière, il résulte que l'électron de valence n'est que faiblement lié et que cette propriété fondamentale des métaux alcalins est particulièrement marquée dans le cas du césium comme l'indique son faible potentiel d'ionisation : 3,90 eV.

Le césium, comme tous les métaux alcalins, possède dans ses combinaisons le degré d'oxydation + 1, et n'échange que des liaisons ioniques. C'est le plus électropositif de tous les métaux (E^O_H Cs/Cs⁺ = − 3,02 V).

État naturel et préparation

Le césium n'entre que pour un très faible pourcentage dans la composition de l'écorce terrestre (0,0007 p. 100). Il accompagne généralement, en très petite quantité, les autres alcalins dans leurs minerais (lépidolite). Il existe toutefois aux États-Unis, et en Suède un minerai très riche, appelé pollux ou pollucite, silicoaluminate de césium titrant jusqu'à 36 p. 100 en Cs₂O et ne contenant que des traces de potassium et de rubidium.

L'extraction du césium à partir d'un minerai complexe (lépidolite), contenant les autres alcalins, constitue l'une des préparations les plus longues et les plus délicates de la chimie minérale. La séparation est effectuée par cristallisation fractionnée de sels dont la solubilité diminue fortement du sodium au césium : aluns (Al₂(SO₄)₃, M₂SO₄, 24H₂O) puis chlorures complexes (M₃Sb₂Cl₉ ou M₂PtCl₂).

Le chlorure CsCl constitue le produit commercial le plus courant et le plus pur ; il est facilement réduit par le calcium en césium métallique, en opérant sous vide vers 700 ⁰C. Le césium est purifié par distillation fractionnée sous vide moléculaire et conservé en ampoule scellée.