铯（Cesium，元素符号 Cs，原子序数 55）是碱金属家族里最“活泼”、最“软”、最“金色”的成员。
基本特征
外观：金黄色、有漂亮油脂光泽的软金属，用黄油刀就能切。
密度：1.93 g cm⁻³，比水重，但仍是密度最大的碱金属。
熔点：28.5 °C——夏天拿在手里会化成一滩“金色水银”。
沸点：671 °C，碱金属里最低。
焰色：独一无二的 天蓝色（589 nm 双黄线旁那条 852 nm 红外线是原子钟的核心）。
化学性格：极端活泼
空气中：瞬间氧化，生成橙黄色 CsO₂（超氧化物），自燃起火。
水中：爆炸性比钠、钾更猛烈，放出 H₂ 并瞬间点燃，发出“紫蓝色”火焰；
2 Cs + 2 H₂O → 2 CsOH + H₂↑ + 爆炸
保存：必须真空或氩气封装，连煤油都嫌它太活泼（会缓慢反应）。
同位素与“时间之神”
唯一稳定同位素：¹³³Cs（100 % 天然丰度）。
⁹⁹.9 % 精准计时：1967 年起，“1 秒”被正式定义为
“¹³³Cs 原子基态超精细跃迁 9 192 631 770 次振荡”——这就是 铯原子钟 的由来。
GPS、5G、证券交易所都靠它同步，3000 万年误差 < 1 秒。
核心应用
| 领域 | 具体场景 | 原理/备注 |
| 计时 | 铯原子钟（NIST-F2）、北斗/GPS 地面基准 | 超精细跃迁频率稳定 |
| 能源 | 热电转换空间堆（如 TOPAZ 型苏联核电池） | ¹³⁷Cs β 衰变热 → 电力，无人区供电 10+ 年 |
| 石油 | 铯甲酸盐钻井液（CsCOOH 高密度无固相） | 高温高压井眼稳定，北海、塔里木油田在用 |
| 光电器件 | 红外光电管、夜视仪光阴极 | 852 nm 低功函数，量子效率高 |
| 离子推进 | 铯离子发动机（早期试验星） | 比冲高，但污染光学器件，后被氙取代 |
| 医药 | ¹³⁷Cs 远距离 γ 刀、放疗源 | 半衰期 30.17 年，替代老旧 ⁶⁰Co |
资源与提炼
矿石：铯榴石（Pollucite，Cs₄Al₄Si₉O₂₆·H₂O），加拿大 Tanco 矿、津巴布韦 Bikita 矿占全球储量 80 % 以上。
提炼：
酸溶 → CsAlSi₂O₆ 转为 Cs₂SO₄
沉淀/萃取 → CsCl
熔盐电解 700 °C：2 CsCl → 2 Cs + Cl₂↑
价格：金属铯 99.98 % 约 100–120 美元/克，是高价值小金属。
安全与趣闻
放射性风险：¹³⁷Cs 是核裂变常见产物（切尔诺贝利、福岛污染主角），生物半衰期 70 天，替代钾进入肌肉，γ 0.662 MeV。
“金色雨滴”实验：真空管里加热铯，蒸气冷凝成金色微滴，下落如“黄金雨”，实验室网红演示。
最软金属：莫氏硬度 0.2，比石墨还软，指甲一按一个坑。