Was ist Cäsiumiodid?
Cäsiumiodid ist eine weiße, kristalline oder pulverförmige, geruchlose, anorganische Verbindung.
Die Hauptzusammensetzung und die Informationen über die Zusammensetzung sind folgende: chemische Formel CsI, Molekulargewicht 259,81, CAS-Registrierungsnummer 7789-17-5. Zu den wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften gehören ein Schmelz-/Gefrierpunkt von 621 °C, ein Siede- oder erster Destillationspunkt und ein Siedebereich von 1280 °C. Außerdem ist es in Wasser und Ethanol löslich, in Methanol leicht löslich und in Aceton unlöslich.
Anwendungen von Cäsiumiodid
Cäsiumiodid wird häufig als Photokathodenmaterial in Szintillatoren verwendet. Szintillator ist ein allgemeiner Begriff für ein Material, das Licht aussendet, wenn geladene Teilchen es durchdringen. Szintillationsdetektoren, die einen Szintillator und einen Photodetektor kombinieren, werden nicht nur in der Teilchenphysik, sondern auch in verschiedenen Anwendungen des täglichen Lebens eingesetzt.
Eine weitere Anwendung ist der Einsatz als Rohstoff für infrarotdurchlässiges Glas, das langwellige Infrarotstrahlung effizient übertragen kann, z. B. in nächtlichen Überwachungskameras, Infrarotsensoren und Nachtsichtsystemen.
Eigenschaften von Cäsiumiodid
Cäsiumiodid ist ein weißer Kristall mit einem hohen Schmelzpunkt und hoher Härte. Es hat eine sehr hohe Lichtdurchlässigkeit und überträgt Licht in einem breiten Wellenlängenbereich, von Ultraviolett bis Infrarot. Es hat auch ein hohes Absorptionsvermögen für Strahlung, was es zu einem ausgezeichneten Photodetektor-Material macht.
Aufgrund seines hohen Brechungsindex (1,79 bei einer Wellenlänge von 589,3 nm) eignet es sich für optische Anwendungen wie Linsen, Prismen und optische Fasern. Es ist gut löslich in Wasser und polaren Lösungsmitteln, aber praktisch unlöslich in unpolaren Lösungsmitteln.
Cäsiumiodid hat einen sehr hohen Schmelzpunkt von 621 °C und ist thermisch stabil. Es zersetzt sich nicht und verliert bei hohen Temperaturen nicht seine kristalline Struktur, was es zu einem nützlichen Material für Messgeräte macht, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, wie z. B. die Thermolumineszenz-Dosimetrie.
Struktur von Cäsiumiodid
Die chemische Formel von Cäsiumiodid lautet CsI und es hat eine ionische Kristallstruktur. Die Kristallstruktur hat eine einfache kubische Gitterstruktur mit einer Gitterkonstante von 0,4563 nm. Das Cäsiumkation (Cs+) befindet sich an den Ecken des Würfels und das Iodidanion (I-) im Zentrum der kubischen Fläche und bildet eine dicht gepackte Gitterstruktur mit einer Koordinationszahl von 8, bei der jedes Ion von acht Ionen mit entgegengesetzter Ladung umgeben ist.
Die Kristallstruktur von Cäsiumiodid hat einen erheblichen Einfluss auf seine physikalischen und chemischen Eigenschaften. So ist beispielsweise der hohe Brechungsindex von 1,79 bei 589,3 nm auf die einfache ionische Kristallstruktur und die hohe Packungsdichte zurückzuführen.
Sonstige Informationen zu Cäsiumiodid
Methoden zur Herstellung von Cäsiumiodid
Cäsiumiodid kann industriell durch direkte, Metathese- und Festkörperreaktionen hergestellt werden.
1. Direkte Reaktion
Cäsiumiodid wird durch Erhitzen von metallischem Cäsium und Jod in einem Reaktionsgefäß gewonnen. Dabei kann hochreines Cäsiumiodid gewonnen werden, aber die Verwendung von metallischem Cäsium ist sehr gefährlich.
2. Metathesereaktion
Bei dieser Methode wird Cäsiumcarbonat oder Cäsiumhydroxid mit einem Jodidsalz wie Jodwasserstoffsäure oder Natriumiodid umgesetzt. Diese Methode ist weniger gefährlich und kostengünstiger als die direkte Reaktionsmethode.
Die Metathese-Reaktionsmethode ist aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und Sicherheit die gängigste industrielle Methode für die Herstellung von Cäsiumiodid.
3. Festphasenreaktionen
Bei dieser Methode werden Cäsium- und Jodpulver bei hohen Temperaturen im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre zur Reaktion gebracht. Diese Methode eignet sich für die Synthese von Cäsiumiodid-Kristallen mit spezifischen Kristallstrukturen und Morphologien.