Cesiumiodid (7789-17-5) Physikalische und chemische Eigenschaften
Cesiumiodid
Anorganisches Alkalimetalliodidsalz, verwendet in optischen und strahlungserkennenden Anwendungen, geliefert für Werkstoffwissenschaft, analytische Anwendungen und Detektorherstellung.
| CAS-Nummer | 7789-17-5 |
| Klasse | Alkalimetallhalogenid (anorganisches Salz) |
| Typische Form | hygroskopischer kristalliner Feststoff |
| Gängige Qualität | EP |
Cesiumiodid ist ein anorganisches Alkalimetallhalogenid, bestehend aus einem großen, hochpolarisierbaren Iodid-Anion, das an ein einfachwertiges Cäsium-Kation koordiniert ist; es gehört zur Klasse der einfachen ionischen Salze mit der Stöchiometrie \(\ce{CsI}\). Strukturell nimmt es unter Normalbedingungen das kubische CsCl-Typ Kristallgitter an (primitive kubische Symmetrie mit einem Kation und einem Anion pro Gitterplatz), was einen hochsymmetrischen Feststoff mit relativ niedriger Gitterenergie im Vergleich zu Salzen aus kleineren Kationen ergibt. Elektronisch ist die Bindung überwiegend ionisch mit signifikanter Polarisierbarkeit von \(\ce{I-}\), was das optische und dielektrische Verhalten beeinflusst und die Anwendung in photonischen und ionisierender Strahlung detektierenden Systemen begründet.
Physikochemisch ist Cesiumiodid ein polares, hygroskopisches, deliqueszentes Feststoff; es nimmt Feuchtigkeit leicht auf und kann konzentrierte wässrige Lösungen bilden. Als Salz einer starken Base und einer starken Säure sind wässrige Lösungen im Bulk-Bereich im Allgemeinen neutral, sofern keine oxidierenden oder hydrolytischen Verunreinigungen vorhanden sind, jedoch kann Iodid leicht durch übliche Oxidationsmittel zu Molekulariod oxidiert werden. Thermische und strahlende Einflüsse können die optischen und elektronischen Eigenschaften (z.B. Szintillationseffizienz, Austrittsarbeit) durch Defektbildung und Ionenwanderung im Gitter beeinflussen. Die industrielle Relevanz resultiert aus seiner optischen Transparenz im Infrarotbereich und seinen Szintillationseigenschaften, die Anwendungen in Infrarotprismen, Röntgenfluoreszenzbildschirmen und Szintillationszählern ermöglicht haben.
Für diese Substanz werden übliche Handelsqualitäten wie EP angegeben.
Grundlegende physikalische Eigenschaften
Dichte
Kein experimentell gesicherter Wert für diese Eigenschaft ist im aktuellen Datenkontext verfügbar.
Schmelz- oder Zersetzungspunkt
Kein experimentell gesicherter Wert für diese Eigenschaft ist im aktuellen Datenkontext verfügbar.
Löslichkeit in Wasser
Im aktuellen Datenkontext liegt kein quantitativer Löslichkeitswert vor. Qualitativ ist \(\ce{CsI}\) hoch wasserlöslich und hygroskopisch/deliqueszent; das ionische Gitter wird leicht von Wasser solvatisiert und bildet konzentrierte Iodidlösungen. Das Löslichkeitsverhalten spiegelt das Gleichgewicht zwischen der Gitterenergie (relativ niedrig für große Ionen) und der günstigen Hydratationsfreienergie für \(\ce{Cs+}\) und \(\ce{I-}\) wider.
pH-Wert der Lösung (qualitatives Verhalten)
Im aktuellen Datenkontext liegt kein gemessener wässriger pH-Wert vor. Nach Säure-Base-Prinzipien sind Lösungen von \(\ce{CsI}\), hergestellt aus stöchiometrischen Mengen an Cäsiumhydroxid und Hydriodsäure, als im Wesentlichen neutral zu erwarten, da \(\ce{Cs+}\) und \(\ce{I-}\) die konjugierten Partner einer starken Base beziehungsweise einer starken Säure sind. Iodid ist eine sehr schwache Base; Abweichungen von der Neutralität resultieren in der Praxis hauptsächlich aus Verunreinigungen, Hydrolyseprodukten oder Oxidation von Iodid zu Iod.
Chemische Eigenschaften
Säure-Base-Verhalten
Cesiumiodid ist ein ionisches Salz, das sich aus Cäsium (konjugierte Säure: Cäsiumhydroxid, starke Base) und Hydriodsäure (starke Säure) ableitet; daher zeigt es in Wasser kaum intrinsische Säure-Base-Aktivität. Das \(\ce{I-}\) Anion ist eine sehr schwache Brønsted-Base und beeinflusst den Lösungs-pH unter neutralen Bedingungen nicht signifikant. In Gegenwart starker Oxidationsmittel kann \(\ce{I-}\) zu \(\ce{I2}\) (Molekulariod) oxidiert werden, was die Redox- und scheinbaren Säureeigenschaften des Systems verändert.
Reaktivität und Stabilität
\(\ce{CsI}\) ist unter normalen Handhabungsbedingungen chemisch stabil, jedoch hygroskopisch und nimmt atmosphärische Feuchtigkeit auf, was zur Deliqueszenz führen kann. Es ist im Allgemeinen hitzestabil bis zum Schmelzbereich oder zur Zersetzung; spezifische thermische Daten werden hier nicht bereitgestellt. Chemisch ist \(\ce{I-}\) anfällig für Oxidation durch Halogene, Peroxide und andere Oxidationsmittel, was zur Bildung von Iod oder höheren Iodoxoanionen bei stark oxidierenden Bedingungen führt. Der Kontakt mit starken Säuren oder Oxidationsmitteln sollte kontrolliert werden. Die beobachtete Kristallphase entspricht dem CsCl-Strukturtyp; gemeldete kristallographische Angaben umfassen die Raumgruppensymbolik P m -3 m (Raumgruppen Nummer 221) und die Gitterkonstante a = 4,5667 \(\mathrm{\AA}\), konsistent mit einem einfachen kubischen Gitter mit einem \(\ce{Cs+}\) und einem \(\ce{I-}\) pro Einheitszelle.
Molekulare und ionische Parameter
Formel und Molekulargewicht
Molekulare Formel: \(\ce{CsI}\)
Molekulargewicht: 259.8099 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
Exakte Masse: 259.80992
Monoisotopische Masse: 259.80992
Strukturbeschreibungen: SMILES "[I-].[Cs+]", InChI InChI=1S/Cs.HI/h;1H/q+1;/p-1, InChIKey XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M.
Bestandteile (Ionen)
Primäre ionische Komponenten: \(\ce{Cs+}\) und \(\ce{I-}\). Der große Ionenradius von \(\ce{Cs+}\) und die hohe Polarisierbarkeit von \(\ce{I-}\) führen zu einem Gitter mit niedrigerer Gitterenergie als bei Salzen kleinerer Alkalimetalle und verleihen bedeutende optische und dielektrische Eigenschaften. Daten zur Kristallstruktur zeigen ein \(\ce{Cs+}\) und ein \(\ce{I-}\) pro Einheitszelle in der kubischen CsCl-Typ-Anordnung (Gitterkonstante a = 4,5667 \(\mathrm{\AA}\)).
Identifikatoren und Synonyme
Registernummern und Codes
CAS RN: 7789-17-5
EG-Nummer: 232-145-2
UNII: U1P3GVC56L
DSSTox Substance ID: DTXSID3064859
NSC Nummer: 15199
InChIKey: XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M
SMILES: "[I-].[Cs+]"
InChI: InChI=1S/Cs.HI/h;1H/q+1;/p-1
Synonyme und gebräuchliche Namen
Gemeldete Synonyme umfassen: Cesiumiodid; Caesiumiodid; Cesiumiodid (CsI); Cesiummonoiodid. Weitere vom Einreicher angegebene Synonyme und Handelsbezeichnungen sind in Lieferantenlisten enthalten; die oben genannten stellen gebräuchliche Bezeichnungen dar.
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Funktionale Rollen und Einsatzbereiche
Cesiumiodid fungiert als ionisches kristallines Material mit günstigen optischen und Szintillationseigenschaften. Es wird in Bereichen eingesetzt, die Infrarottransparenz, Detektion ionisierender Strahlung und Röntgenbildgebung erfordern: optische Fenster und Prismen für IR-Spektroskopie, Röntgenfluoreszenzbildschirme und Szintillationsdetektoren sowie weitere photonische oder strahlungsempfindliche Komponenten.
Typische Anwendungsbeispiele
- Prismen und Fenster für die Infrarotspektroskopie aufgrund der Transmission in ausgewählten IR-Regionen.
- Röntgenfluoreszenzbildschirme und Szintillationsmaterialien für Strahlungsdetektion und Bildgebung.
- Substrat- oder Konversionsschichten in optoelektronischen und Detektoren, bei denen hohe Polarisierbarkeit und Reaktionen des ionischen Gitters genutzt werden.
Wenn eine prägnante Anwendungsübersicht über diese allgemeinen Verwendungen hinaus erforderlich ist, erfolgt die Auswahl typischerweise basierend auf dem optischen Transmissionsbereich, dem Management der Hygroskopizität und den Strahlenreaktionseigenschaften.
Übersicht zu Sicherheit und Handhabung
Gesundheits- und Umweltgefährdungen
Berichtete GHS-Klassifikationszusammenfassungen umfassen: H315 (48,4 %): Verursacht Hautreizungen; H317 (42,9 %): Kann allergische Hautreaktionen verursachen; H319 (48,4 %): Verursacht schwere Augenreizung; H335 (47,3 %): Kann die Atemwege reizen; H400 (18,7 %): Sehr giftig für Wasserorganismen. Eine Gefahrenübersicht zeigt, dass Cesiumpjodid Haut- und starke Augenreizungen verursacht und als Hautsensibilisator wirken kann; es ist bei Verschlucken gesundheitsschädlich. Empfehlungen zur Expositionskontrolle für Jodide geben einen Grenzwert von 0,01 \(\mathrm{ppm}\) (einatembare Fraktion und Dampf) an. Berichtete nachteilige berufsbedingte Auswirkungen umfassen Kontaktdermatitis (allergisch). Diese Gefahrenklassifikationen können mit dem Verunreinigungsprofil und der Form (z. B. wasserfrei vs. hydriert) variieren, daher sollten Risikobewertungen materialspezifisch erfolgen.
Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Regulierungsinformationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die örtlichen Vorschriften konsultieren.
Lagerungs- und Handhabungshinweise
Da \(\ce{CsI}\) hygroskopisch und deliqueszent ist, sollte es in dicht verschlossenen Behältern unter trockener Atmosphäre gelagert werden (inert verpackt oder mit Trockenmittel empfohlen), um Feuchtigkeitsaufnahme sowie Verklumpung oder Lösungbildung zu minimieren. Ausgesetzt werden sollten keine starken Oxidationsmittel oder Halogenierungsmittel, die \(\ce{I-}\) zu elementarem Iod oxidieren könnten. Die Handhabung erfolgt unter Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung zum Verhindern von Haut- und Augenkontakt (Handschuhe, Schutzbrille) sowie zur Minimierung der Staubinhalation (örtliche Absaugung oder Atemschutz bei Staub- oder Aerosolbildung). Für präzise Lagerungsbedingungen, Haltbarkeit und Kompatibilität sind die technischen Unterlagen des Lieferanten sowie das Produkt-SDS zu Rate zu ziehen.
