55. Cesio

Toca hablar del elemento número 55 de la Tabla Periódica: El cesio. Empezamos, por lo tanto, la sexta fila de la Tabla Periódica. Continuamos, por otro lado, con la primera columna, que pertenece al grupo de los metales alcalinos. Ya hemos visto el litio, el sodio, el potasio y el rubidio, todos ellos con un electrón en la capa de Valencia y unas propiedades químicas muy similares (con lo que recomiendo que te leas las entradas del resto de alcalinos). Ese electrón solitario de la capa de Valencia lo cederán gustosamente a cualquier elemento que se lo pida, lo que significa que son muy reactivos. Y el cesio es el más reactivo de todos, así que la cosa se pone interesante.

Una consecuencia inmediata de ser tan reactivos, es que los metales alcalinos no se encuentren libres en la naturaleza. Siempre vienen asociados a otros elementos, razón por la cual pasaron desapercibidos para los humanos durante milenios. El cesio, además, es muy escaso (3 partes por millón en peso en nuestra corteza terrestre). Se encuentra en minerales complejos como Polucita (silicato de cesio) o la Depidolita. La mayor parte, por cierto, se extrae en Canadá y Zinbawe.

Polucita. 

El cesio fue el primer elemento descubierto utilizando la espectrografía, en 1860. Sus descubridores fueron Robert W. Bunsen y Gustav Kirchhoff, dos alemanes que descubrirían, un año más tarde y utilizando la misma técnica, el rubidio. Descubrieron dos líneas azules en el espectro del carbonato de cesio y el cloruro de cesio. Su nombre no podía ser otro que caesius, que significa gris azulado. Dos años después de su descubrimiento, Carl T. Setteberg aislaría por fin este elemento, observando un metal blando, ligero y que se funde se funde a 28´4ºC, con lo que se fundiría en tu mano. Pero te dejaría graves heridas, eso sí, ya que con su alta reactividad, oxida casi todo lo que toca y reacciona violentamente con el agua (o el sudor de tu mano).

No tiene demasiadas aplicaciones, siendo un elemento tan reactivo y escaso, pero si es conocido por algo, es porque desde 1967 se utiliza como patrón internacional para la medida de tiempo. La unidad internacional utilizada para medir el tiempo es el segundo, y un segundo tiene que durar exactamente lo mismo en todas las partes del mundo. Hasta 1967, un segundo era la fracción resultante de dividir el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta alrededor del Sol por 31.556.992 veces. El mayor problema de este sistema es que no es constante, porque debido a las fuerzas de marea, la Tierra a veces se adelanta o se retrasa un pelín, fastidiando "nuestro segundo". Así que el segundo no podía depender de la arbitrariedad de la órbita de un pequeño planeta alrededor de una estrella común. Y apareció el cesio “to save the day”. Tiene que ver con ese electrón suelto de la capa de Valencia, y cómo cambia de nivel energético cada muy poco tiempo (no es algo sencillo… Se trata, en realidad, de la estructura fina de los electrones, unos saltitos muy pequeñitos). Concretamente, cambia 9.192.631.770 veces por segundo. Y ese número pasó a la historia porque define perfectamente, el valor de un segundo, siempre y en cualquier lugar del Universo.

Así que el cesio es perfecto para fabricar relojes súper precisos. Uno de esos que no se desvía ni una milésima de segundo en milenios. El primer reloj de cesio se construyó en Inglaterra en 1955. Sus constructores fueron Louis Essen y Jhon V.L. Parry. Ellos, a su vez, se basaron en las ideas de un premio Nobel polaco-americano: Isidor Isaac Rabi. Los relojes de cesio utilizan ondas microondas para acoplarlas a la frecuencia de los electrones del cesio y emitir con ello un pequeño haz de luz… la verdad es que es algo lo suficientemente complicado como para estar absolutamente seguros de que los “relojes atómicos” que venden en las relojerías no son de cesio. No obstante, sí tienen un sistema de ponerse en hora gracias a una frecuencia de radio que casi todos los países tienen y que envía información (directa o indirectamente) desde un reloj que sí es de cesio.

Reloj de cesio, no de los que venden en las relojerías.

Y a parte de para controlar el tiempo, el cesio tiene otras aplicaciones. No muchas, porque existen otros elementos que pueden sustituirlo y que son bastante más baratos. El cesio se utiliza en células fotoeléctricas (tiene la propiedad de que emite electrones, esos que le sobran tanto, cuando le da la luz) y también en la industria petrolera (como catalizador) y militar (lámparas y sensores infrarrojos), se utiliza en aparatos ópticos o para la fabricación de cerámica.

El cesio, como ya es habitual en los elementos que tienen un cierto tamaño, tiene unos cuantos isótopos, algunos de ellos radiactivos. En la naturaleza solo existe el cesio-133, pero artificialmente se pueden crear al menos 39 isótopos más. Muchos isótopos radiactivos tienen aplicaciones médicas, científicas o técnicas. El cesio no es una excepción y el isótopo cesio-137 (con 82 neutrones) o el cesio-131 se utilizan para algunos tratamientos de cáncer.

Debido precisamente a su tiempo de vida media, 30 años, es hoy en día el único elemento radiactivo que queda por la zona de Chernobyl (Es un producto de la fisión del Uranio. No es el más común, pero se da en bastantes fisiones). Aunque no debemos olvidar el accidente de Goiânia, en Brasil, cerca de Brasilia. Dos hombres, en 1987, sacaron de un hospital abandonado un sistema de radioterapia del que lograron extraer la fuente radiactiva que contenía 19 gramos de cesio-137. La vendieron a un chatarrero que la desmontó obteniendo un polvo que brillaba en la oscuridad. Pronto, mucha gente empezó a encontrarse mal. Hasta 500 personas fueron expuestas a la radiación y 4 de ellas murieron. Es, en realidad, uno de los mayores accidentes con radiación de la historia en el que el último culpable fue el pobre cesio, que simplemente lo habían dejado allí.