Os metais mais reativos são os elementos dos grupos I e II, localizados no lado esquerdo da tabela periódica. Um metal é considerado reativo quando reage de forma forte e rápida com outros elementos. A reatividade de um metal aumenta à medida que nos movemos de cima para baixo na tabela periódica.
A exceção é o hidrogênio, que não é considerado um metal e está localizado no canto superior esquerdo da tabela periódica de elementos químicos de Mendeleev.
Os metais mais ativos do mundo
De acordo com sua reatividade, os elementos metálicos listados na tabela periódica dos elementos químicos são divididos em três grupos:
- Metais ativos.
- Metais de atividade média.
- Metais de baixa atividade.
Os metais mais reativos da Terra são o lítio, o césio e o frâncio.
O césio é o mais reativo dos elementos não radioativos. É um metal raro, amarelo-prateado e brilhante, com número atômico (número de prótons no núcleo) igual a 55. É um elemento muito macio que derrete nas mãos — se não explodir antes, pois reage fortemente à umidade.
Existe também um elemento altamente radioativo, o frâncio, que pode ser mais reativo que o césio. Se é ou não, provavelmente nunca saberemos, porque o frâncio não é apenas extremamente radioativo, mas também um metal extremamente raro.
O último dos três metais mais reativos, o lítio, possui uma propriedade interessante: confere uma cor carmesim às chamas.
Aqui está uma demonstração em vídeo da atividade do lítio, sódio, potássio, rubídio e césio.
O que é césio?
O césio é um metal alcalino. É altamente reativo e não ocorre naturalmente. Esses metais também são altamente dúcteis e bons condutores térmicos e elétricos.
O césio foi o primeiro elemento detectável com um espectroscópio. Foi descoberto em 1860 pelos químicos alemães Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff, enquanto analisavam o espectro da água mineral da fonte de Bad Dürkheim.
O césio ocorre naturalmente nos minerais polucita e lepidolita. Também é encontrado em muitos aluminossilicatos, como berilo, petalita e carnalita. O depósito de césio mais rico conhecido está localizado no Canadá, às margens do Lago Bernic. Ele contém aproximadamente 701 TP3T de todas as reservas da Terra. Curiosamente, este lago é palco de um Festival do Césio anual (24 de fevereiro), quando toneladas da substância são queimadas na neve, e outras celebrações relacionadas ao césio tomam conta da cidade.
O césio também é um subproduto da fissão nuclear em reatores.
Propriedades do césio
Embora o césio não seja o metal mais pesado do mundo, é o mais reativo e possui diversas propriedades únicas:
- Queima espontaneamente no ar e explode instantaneamente ao entrar em contato com água ou umidade em qualquer forma, mesmo gelo a -116 °C.
- Queima com uma chama azul brilhante. Para os não iniciados, a chama parece roxa em vez de azul, mas com meditação suficiente, estudo de química e horas de êxtase contemplando a queima do césio, a verdadeira natureza azul de sua chama é revelada.
- O nome "césio" vem das duas linhas azuis brilhantes em seu espectro de emissão. Traduzido do latim, "caesius" significa "azul-celeste".
- Seu hidróxido (em estado líquido fundido) pode corroer carne, vidro e muitas outras substâncias. Somente o ródio metálico e algumas de suas ligas resistem ao hidróxido de césio fundido.
- O iodeto e o brometo de césio são usados como componentes essenciais na produção de óptica de alta precisão, incluindo miras de visão noturna, óculos de proteção e binóculos. O césio também tem sido usado experimentalmente em sistemas de propulsão iônica para espaçonaves devido ao seu baixo potencial de ionização.
- O césio é usado para criar os relógios atômicos mais precisos. Mesmo os melhores relógios de pulso do mundo podem atrasar alguns segundos ou até mesmo um minuto. Mas os relógios atômicos à base de césio atrasam apenas um segundo a cada cinco bilhões de anos.
- O césio natural consiste em um isótopo estável, o Cs-133. Outros trinta isótopos radioativos são conhecidos, variando de Cs-114 a Cs-145. O césio-137 (também conhecido como radiocésio) é um dos componentes biologicamente mais perigosos dos resíduos radioativos e da precipitação radioativa. Ele se acumula em organismos vivos e até mesmo em fungos, e os níveis mais elevados são encontrados em renas e aves aquáticas na América do Norte.
Seres humanos e animais estão constantemente expostos a quantidades mínimas de césio através da alimentação, respiração e ingestão de líquidos. Embora seja improvável que adoeçamos apenas por causa do césio, a exposição prolongada pode levar a efeitos adversos à saúde, incluindo náuseas, vômitos, sangramento e danos celulares.
Césio e tratamento do câncer
Paracelso chegou a afirmar que tudo é veneno e tudo é remédio. É tudo uma questão de dosagem. E, no que diz respeito ao césio, as palavras de Paracelso são absolutamente verdadeiras.
A eficácia do césio no tratamento de vários tipos de câncer, incluindo tumores cerebrais, está sendo estudada atualmente. O césio-131, um isótopo radioativo do césio, é colocado em uma cápsula de braquiterapia ("semente") juntamente com outro isótopo radioativo (iodo-125).
De acordo com a Sociedade Americana de Braquiterapia, uma cápsula de braquiterapia é um "módulo" radioativo que é colocado diretamente no tecido canceroso. Essas sementes são eficazes contra vários tipos de câncer, incluindo câncer de próstata, colo do útero e endométrio.
Em um estudo, um grupo de 24 pacientes com tumores cerebrais recebeu implantes de sementes de césio-131 para braquiterapia. Foram observados efeitos colaterais mínimos e, no geral, os pacientes toleraram bem essa forma de tratamento.
A ideia de usar sementes de césio-131 para braquiterapia como tratamento contra o câncer surgiu já na década de 1960 e foi descrita em um estudo publicado na revista Radiology. Um estudo de 2009, publicado na revista Medical Physics, discutiu o uso de sementes de césio-131 para o tratamento do câncer de próstata, com resultados positivos.
Mais pesquisas são necessárias antes que a terapia com césio possa ser firmemente estabelecida na medicina. No entanto, até o momento, as pesquisas mostram que o uso do césio-131 no tratamento de tumores cancerígenos por meio da braquiterapia é promissor.
Comparação entre césio e frâncio
Assim como o césio, o frâncio (Fr) é um metal alcalino (apenas radioativo) e possui atividade química extremamente alta.
- A densidade do frâncio é de 1,87 gramas por centímetro cúbico, o que é comparável à densidade do césio, que é de 1,879 gramas por centímetro cúbico.
- O césio e o frâncio são dois dos quatro metais que são líquidos à temperatura ambiente. O mercúrio e o gálio também apresentam essa propriedade.
- O césio reage com a água de forma bastante espetacular e explosiva, formando hidróxido de césio (CsOH) e gás hidrogênio (H2). O frâncio e a água também não se dão muito bem e, quando reagem, formam o álcali mais forte: o hidróxido de frâncio.
- Assim como o césio, o frâncio se acumula em organismos vivos. Portanto, seus isótopos têm encontrado aplicação na medicina, no diagnóstico do câncer e em diversas pesquisas biológicas.
- Em termos de abundância, o césio supera em muito o frâncio. Cerca de 20 toneladas de minério de césio enriquecido são extraídas anualmente em todo o mundo. De acordo com a Tabela Periódica, o césio é o 50º elemento mais abundante na crosta terrestre. O frâncio, por outro lado, corresponde a cerca de 340 gramas da crosta terrestre.
Ou seja, em termos de propriedades, os dois metais mais ativos do planeta são muito semelhantes.
Comparação entre césio e lítio
O lítio é um dos três metais mais reativos do planeta. É um componente essencial das baterias que alimentam smartphones, laptops e veículos elétricos. Mais da metade do suprimento mundial de lítio provém do "Triângulo do Lítio" — Bolívia, Chile e Argentina. A maior fonte de lítio proveniente do sal é o Deserto do Atacama, no Chile.
- Assim como o césio, o lítio é um metal alcalino. E, assim como o césio, ocorre na natureza apenas na forma de compostos. No entanto, traços de lítio são encontrados em quase todas as rochas ígneas e em muitas fontes minerais. Foi um dos três elementos criados no Big Bang, juntamente com o hidrogênio e o hélio.
- A crosta terrestre contém pouco lítio e césio – 21 g/t e 3,7 g/t, respectivamente.
- Enquanto o césio inflama-se no ar quando exposto ao oxigênio, o lítio pode até ser armazenado ao ar livre por algum tempo. Essa "tolerância" faz do lítio o único metal alcalino que não requer armazenamento em querosene. Ele também pode inflamar-se quando exposto ao oxigênio, mas apenas em altas temperaturas.
- O lítio é o metal menos denso (0,533 g/cm³). O césio é muito mais denso — 1,879 gramas por centímetro cúbico. A leveza do lítio permite que ele armazene energia sem adicionar peso aos dispositivos.
- No entanto, o lítio rivaliza com o césio em termos de baixo ponto de fusão. Seu ponto de fusão é de 180,5 graus Celsius, enquanto o césio funde a 28,4 graus Celsius.
- No entanto, o lítio ferve rapidamente – a 134 graus, enquanto ferver o césio não é fácil; é necessária uma temperatura de 678 graus.
- Tanto o lítio quanto o césio podem ser facilmente cortados com uma faca comum.