السيزيوم

من بين جميع العناصر الصلبة في درجة حرارة الغرفة، يُعد السيزيوم ألينها، إذ تبلغ صلابته 0.2 على مقياس موس  . وهو معدن شاحب اللون، قابل للطرق والسحب، ويتغير لونه إلى الداكن عند وجود كميات ضئيلة من الأكسجين . ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} وعند وضعه في الزيت المعدني (حيث يُفضل حفظه أثناء النقل)، يفقد بريقه المعدني ويكتسب لونًا رماديًا باهتًا. تبلغ درجة انصهاره 28.5 درجة مئوية (83.3 درجة فهرنهايت) ، مما يجعله أحد المعادن القليلة التي تكون سائلة بالقرب من درجة حرارة الغرفة . أما المعادن الأخرى فهي الروبيديوم ( 39 درجة مئوية [102 درجة فهرنهايت] )، والفرانسيوم ( 27 درجة مئوية [81 درجة فهرنهايت] تقريبًا )، والزئبق ( -39 درجة مئوية [-38 درجة فهرنهايت] )، والغاليوم ( 30 درجة مئوية [86 درجة فهرنهايت] ). البروم سائل أيضًا في درجة حرارة الغرفة (ينصهر عند -7.2 درجة مئوية [19.0 درجة فهرنهايت] )، ولكنه من الهالوجينات وليس فلزًا. الزئبق هو الفلز العنصري الوحيد المستقر الذي تقل درجة انصهاره المعروفة عن درجة انصهار السيزيوم. ^{[ 16 ]} إضافةً إلى ذلك، يتميز السيزيوم بانخفاض درجة غليانه نسبيًا ، حيث تبلغ 641 درجة مئوية ( 1186 درجة فهرنهايت) ، وهي الأدنى بين جميع الفلزات المستقرة باستثناء الزئبق. ^{[ 17 ]} وقد تم التنبؤ بأن للكوبيرنيسيوم والفليروفيوم درجات غليان أقل من الزئبق والسيزيوم، لكنهما شديدا الإشعاع، وليس من المؤكد أنهما فلزات. ^{[ 18 ] [ 19 ]}              

يشكل السيزيوم سبائك مع المعادن القلوية الأخرى والذهب والزئبق ( الملغمات ). عند درجات حرارة أقل من 650 درجة مئوية ( 1202 درجة فهرنهايت) ، لا يشكل السيزيوم سبائك مع الكوبالت أو الحديد أو الموليبدينوم أو النيكل أو البلاتين أو التنتالوم أو التنجستن . يشكل السيزيوم مركبات بين فلزية محددة جيدًا مع الأنتيمون والغاليوم والإنديوم والثوريوم ، وهي مركبات حساسة للضوء . ^{[ 13 ]} يمتزج السيزيوم مع جميع المعادن القلوية الأخرى (باستثناء الليثيوم)؛ وتتميز السبيكة ذات التوزيع المولي 41% سيزيوم و47% بوتاسيوم و12% صوديوم بأدنى نقطة انصهار بين جميع سبائك المعادن المعروفة، حيث تبلغ -78 درجة مئوية (-108 درجة فهرنهايت) . ^{[ 16 ] [ 20 ]} وقد دُرست بعض الملغمات، منها: CsHg    ₂ أسود اللون معبريق، بينما CsHg ذهبي اللون، وله بريق معدني أيضًا. ^{[ 21 ]}

يكتسب السيزيوم لونه الذهبي نتيجةً لتناقص تردد الضوء اللازم لإثارة إلكترونات الفلزات القلوية كلما اتجهنا لأسفل المجموعة. بالنسبة لليثيوم وحتى الروبيديوم، يقع هذا التردد ضمن نطاق الأشعة فوق البنفسجية، بينما بالنسبة للسيزيوم، يقع ضمن نطاق الأزرق البنفسجي من الطيف؛ أي أن تردد البلازمون للفلزات القلوية ينخفض ​​من الليثيوم إلى السيزيوم. ولذلك، ينقل السيزيوم الضوء البنفسجي ويمتصه جزئيًا بشكل تفضيلي، بينما تنعكس الألوان الأخرى (ذات التردد المنخفض)؛ ومن هنا يظهر لونه مصفرًا. ^{[ 22 ]} تحترق مركباته بلون أزرق ^{[ 23 ] [ 24 ]} أو بنفسجي ^{[ 24 ]} .

يوجد السيزيوم في شكل أشكال متآصلة مختلفة ؛ أحدها ثنائي، يسمى ثنائي السيزيوم. ^{[ 25 ]}

يُعدّ فلز السيزيوم شديد التفاعل وقابلًا للاشتعال التلقائي . يشتعل تلقائيًا في الهواء، ويتفاعل بشكلٍ انفجاري مع الماء حتى في درجات الحرارة المنخفضة، أكثر من الفلزات القلوية الأخرى . ^{[ 13 ]} ويتفاعل مع الجليد عند درجات حرارة منخفضة تصل إلى -116 درجة مئوية (-177 درجة فهرنهايت) . ^{[ 16 ]} وبسبب هذا التفاعل الشديد، يُصنّف فلز السيزيوم كمادة خطرة . يُخزّن ويُشحن في هيدروكربونات جافة مشبعة، مثل الزيت المعدني . ولا يُمكن التعامل معه إلا تحت غاز خامل ، مثل الأرجون . ومع ذلك، غالبًا ما يكون انفجار السيزيوم في الماء أقل قوة من انفجار الصوديوم في الماء عند استخدام كمية مماثلة من الصوديوم. ويعود ذلك إلى أن السيزيوم ينفجر فورًا عند ملامسته للماء، مما لا يترك وقتًا كافيًا لتراكم الهيدروجين . ^{[ 26 ]} يُمكن تخزين السيزيوم في أمبولات زجاجية من البوروسيليكات محكمة الإغلاق بتفريغ الهواء . يتم شحن السيزيوم بكميات تزيد عن 100 جرام (3.5 أونصة) في حاويات محكمة الإغلاق مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. ^{[ 13 ]}   

تتشابه الخصائص الكيميائية للسيزيوم مع خصائص الفلزات القلوية الأخرى، وخاصة الروبيديوم ، العنصر الذي يسبق السيزيوم في الجدول الدوري. ^{[ 27 ]} وكما هو متوقع للفلزات القلوية، فإن حالة الأكسدة المشتركة الوحيدة هي +1. وتختلف هذه القيمة في السيزيوميدات، التي تحتوي ^على Cs−^{[ 5 ]} في ظل ظروف الضغط الشديد (أكثر من 30 جيجا باسكال )، تشير الدراسات النظرية إلى أن إلكترونات 5p الداخلية يمكن أن تُكوّن روابط كيميائية، حيث يتصرف السيزيوم كعنصر سابع في مجموعة 5p، مما يُوحي بإمكانية وجود فلوريدات سيزيوم أعلى، حيث يكون السيزيوم في حالات أكسدة من +2 إلى +6، في ظل هذه الظروف. [ ^{28 ] [ 29 ] تنشأ} بعض الاختلافات الطفيفة من حقيقة أن السيزيوم يمتلك كتلة ذرية أعلى وهو أكثر كهرجابية من الفلزات القلوية الأخرى (غير المشعة). ^{[ 30 ]} يُعد السيزيوم أكثر العناصر الكيميائية كهرجابية . ^{[ 16 ]} كما أن أيون السيزيوم أكبر حجمًا وأقل صلابة من أيونات الفلزات القلوية الأخف . 

تحتوي معظم مركبات السيزيوم على العنصر على شكل كاتيون Cs ⁺، الذي يرتبط أيونياً بمجموعة واسعة من الأنيونات . ومن الاستثناءات الجديرة بالذكر أنيون السيزيوم ( Cs− ⁾[ ^{5 ]} وغيرها هي العديد من الأكاسيد الفرعية (انظر القسم §  الأكاسيد أدناه). في الآونة الأخيرة، تم التنبؤ بأن السيزيوم يتصرف كعنصر من عناصر المجموعة p وقادر على تكوين فلوريدات أعلى ذات حالات أكسدة أعلى (مثل CsF) ^.₍ حيثn > 1) تحت ضغط عالٍ. ^{[ 31 ]} يحتاج هذا التوقع إلى التحقق من خلال تجارب إضافية. ^{[ 32 ]}

أملاح السيزيوم ⁺تكون الأملاح عادةً عديمة اللون ما لم يكن الأنيون نفسه ملونًا. العديد من الأملاح البسيطة مسترطبة ، ولكن بدرجة أقل من أملاح الفلزات القلوية الأخف. أملاح الفوسفات ، ^{[ 33 ]} والأسيتات ، والكربونات ، والهاليدات ، والأكاسيد ، والنترات ، والكبريتات قابلة للذوبان في الماء. أما أملاحها المزدوجة فغالبًا ما تكون أقل ذوبانًا، ويُستغل انخفاض ذوبان كبريتات السيزيوم والألومنيوم في تكرير السيزيوم من الخامات. الأملاح المزدوجة مع الأنتيمون (مثل CsSbCl)₄ ) ^كما أنالبزموتوالكادميوموالنحاسوالحديدوالرصاصعناصرقليلةالذوبان.[ ^{13 ]}​

هيدروكسيد السيزيوم (CsOH) مادة مسترطبة وقاعدية قوية . ^{[ 27 ]} وهو يُسبب تآكلًا سريعًا لسطح أشباه الموصلات مثل السيليكون . ^{[ 34 ]} وقد اعتبره الكيميائيون سابقًا "أقوى قاعدة"، مما يعكس قوة التجاذب الضعيفة نسبيًا بين أيون السيزيوم Cs ^{+ الكبير.}أيون و OH ⁻[ ^{23 ]} إنها بالفعل أقوى قاعدة أرهينيوس ؛ ومع ذلك، فإن عددًا من المركبات مثل ن -بيوتيل الليثيوم ، وأميد الصوديوم ، وهيدريد الصوديوم ، وهيدريد السيزيوم ، وما إلى ذلك، والتي لا تذوب في الماء لأنها تتفاعل معه بشدة، وإنما تستخدم فقط في بعض ^{المذيبات} القطبية اللابروتونية اللامائية ، هي أكثر قاعدية بكثير على أساس نظرية برونستد-لوري للأحماض والقواعد . ^{[ 27 ]}

يتفاعل مزيج متكافئ من السيزيوم والذهب لتكوين أوريد السيزيوم الأصفر ( Cs ^+).Au ⁻عند التسخين، يتصرف أنيون الأوريد هنا كشبه هالوجين . يتفاعل المركب بشدة مع الماء، مُنتجًا هيدروكسيد السيزيوم والذهب المعدني وغاز الهيدروجين؛ ويذوب في الأمونيا السائلة، ثم يُمكن تفاعله مع راتنج تبادل أيوني خاص بالسيزيوم لإنتاج أوريد رباعي ميثيل الأمونيوم _. يحتوي مركب البلاتين المُماثل ، بلاتينيد السيزيوم الأحمر ( Cs₂Pt ) ، على أيون البلاتينيد الذي يتصرف كشبه كالكوجين . ^{[ 35 ]}

الهاليدات

فلوريد السيزيوم (CsF) مادة صلبة بيضاء ماصة للرطوبة، تُستخدم على نطاق واسع في كيمياء المركبات العضوية الفلورية كمصدر لأيونات الفلوريد . ^{[ 38 ]} يتميز فلوريد السيزيوم ببنية الهاليت، مما يعني أن أيون السيزيوم Cs ⁺و F ⁻تتراص في مصفوفة مكعبة متراصة، كما تفعل أيونات الصوديوم (Na ^+).و Cl ⁻في كلوريد الصوديوم . ^{[ 27 ]} والجدير بالذكر أن السيزيوم والفلور لهما أدنى وأعلى قيم السالبية الكهربائية ، على التوالي، من بين جميع العناصر المعروفة.

يتبلور كلوريد السيزيوم (CsCl) في نظام بلوري مكعب بسيط . يُعرف هذا النظام أيضًا باسم "بنية كلوريد السيزيوم"، ^{[ 30 ]} ويتكون من شبكة مكعبة بدائية ذات أساس ثنائي الذرات، لكل منها تنسيق ثماني ؛ تقع ذرات الكلوريد على نقاط الشبكة عند حواف المكعب، بينما تقع ذرات السيزيوم في الفراغات الموجودة في مركز المكعبات. تشترك هذه البنية مع بروميد السيزيوم (CsBr) ويوديد السيزيوم (CsI) ، والعديد من المركبات الأخرى التي لا تحتوي على السيزيوم. في المقابل، تمتلك معظم هاليدات الفلزات القلوية الأخرى بنية كلوريد الصوديوم (NaCl). ^{[ 30 ]} تُفضل بنية كلوريد السيزيوم لأن أيون السيزيوم (Cs ⁺⁾يبلغ نصف قطره الأيوني 174 بيكومتر و Cl ⁻ 181  مساءً. ^{[ 39 ]}

الأكاسيد

يُشكّل السيزيوم، أكثر من غيره من الفلزات القلوية، العديد من المركبات الثنائية مع الأكسجين . فعندما يحترق السيزيوم في الهواء، ينتج فوق الأكسيد CsO₂ هو المنتج الرئيسي. ^{[ 40 ]} أكسيد السيزيوم"العادي"(Csيشكل (2O ₎ بلوراتسداسيةصفراء برتقالية ^{، [ 41 ]} وهو الأكسيد الوحيد لمضادCdClالنوع _2. ^{[ 42 ]} يتبخر عند250درجة مئوية (482درجة فهرنهايت)، ويتحلل إلى فلز السيزيوموبيروكسيدالسيزيوم  ₂ O_٢- عند درجات حرارة أعلى من٤٠٠درجة مئوية (٧٥٢درجة فهرنهايت). بالإضافة إلى الأكسيد الفائقوالأوزونيدCsO  [ ₄₃ ^{] [ 44 ]} كما دُرستالأكاسيد الفرعية^ذاتالألوان الزاهية ^{. [ 45 ]} وتشمل هذهالأكاسيد السيزيوم ^.₇ O،Cs₄ O،Cs₁₁ O₃ ،سي إس₃ O(أخضر داكن ^{[ 46 ]} )، CsO،Cs₃ O₂ ، ^{[ 47 ]} بالإضافة إلىالسيزيوم₇ O_2. [ ^{48 ] [ 49 ]} يمكن تسخين الأخير في فراغلتوليد ^{السيزيوم}₂ O. ^{[ 42} ] ^توجد أيضًامركبات ثنائيةمعالكبريتوالسيلينيوموالتيلوريوم ^. [ ^{13 ]}

للسيزيوم 41 نظيراً معروفاً ، تتراوح أعدادها الكتلية من 112 إلى 152. النظير المستقر الوحيد للسيزيوم هو ^133.السيزيوم ^-135 ، الذي يحتوي على 78 نيوترونًا ، يتميز بعمر نصف طويل جدًا يبلغ حوالي 1.33 مليون سنة، وهو الأطول بين جميع نظائر السيزيوم المشعة. أما السيزيوم ^-137 والسيزيوم ^-134 ، فيبلغ عمر النصف لهما 30.04 و2.065 سنة على التوالي. وتتراوح أعمار النصف للنظائر ذات الأعداد الكتلية 129 و131 و132 و136 بين يوم واحد وأسبوعين، بينما تتراوح أعمار النصف لمعظم النظائر الأخرى بين بضع ثوانٍ وأجزاء من الثانية. يوجد ما لا يقل عن 21 نظيرًا نوويًا شبه مستقر . وباستثناء السيزيوم ^-134 (الذي يبلغ عمر النصف له أقل بقليل من 3 ساعات)، فإن جميع النظائر الأخرى غير مستقرة للغاية وتتحلل بعمر نصف لا يتجاوز بضع دقائق. ^{[ 50 ]}  

يُعدّ نظير السيزيوم ^-135 أحد نواتج انشطار اليورانيوم طويلة العمر التي تُنتج في المفاعلات النووية . ^{[ 51 ]} ومع ذلك، ينخفض ​​إنتاج هذا النظير في معظم المفاعلات لأن سلفه، الزينون ^-135 ، سامٌّ قوي للنيوترونات ، وغالبًا ما يتحول إلى الزينون ^-136 المستقر قبل أن يتحلل إلى السيزيوم ^-135 . ^{[ 52 ] [ 53 ]}

ينتج عن تحلل بيتا من السيزيوم ^-137 إلى ^{الباريوم-137m} إشعاع غاما ، حيث يسترخي الباريوم ^-137m إلى الحالة الأرضية للباريوم ^-137 ، وتبلغ طاقة الفوتونات المنبعثة 0.6617  ميغا إلكترون فولت. ^{[ 54 ] 137}يُعد السيزيوم -137 والسترونتيوم -90 ^من النواتج الرئيسية متوسطة العمر للانشطار النووي ، والمصدرين الأساسيين للإشعاع من الوقود النووي المستهلك لعدة سنوات إلى عدة مئات من السنين بعد إزالته. ^{[ 55 ]} ويُشكل هذان النظيران أكبر مصدر للإشعاع المتبقي في منطقة كارثة تشيرنوبيل . ^{[ 56 ]} ونظرًا لانخفاض معدل امتصاص السترونتيوم ^{-137 ، فإن التخلص منه}إن إنتاج السيزيوم عن طريق التقاط النيوترونات غير ممكن، والحل الوحيد المتاح حالياً هو السماح له بالتحلل بمرور الوقت. ^{[ 57 ]}

ينتج السيزيوم المُنتَج من الانشطار النووي في الغالب عن تحلل بيتا لمنتجات الانشطار الأصلية الغنية بالنيوترونات، مرورًا بنظائر مختلفة من اليود والزينون . ^{[ 58 ]} ولأن اليود والزينون متطايران ويمكنهما الانتشار عبر الوقود النووي أو الهواء، غالبًا ما يتكون السيزيوم المشع بعيدًا عن موقع الانشطار الأصلي. ^{[ 59 ]} مع تجارب الأسلحة النووية في الفترة من الخمسينيات إلى الثمانينيات، ¹³⁷انطلق السيزيوم إلى الغلاف الجوي وعاد إلى سطح الأرض كمكون من مكونات التساقط الإشعاعي ، ليصبح علامة على حركة التربة والرواسب من تلك الأوقات. ^{[ 13 ]}

على الرغم من أن له عزمًا نوويًا كبيرًا ( 7 / 2 + )، إلا أن الرنين المغناطيسي النووي يمكنه استخدام ¹³³ المستقرنظير السيزيوم. ^{[ 60 ]}

السيزيوم عنصر نادر نسبيًا، ويُقدّر متوسط ​​وجوده في قشرة الأرض بثلاثة أجزاء في المليون . ^{[ 61 ]} وهو العنصر الخامس والأربعون من حيث الوفرة، والسادس والثلاثون بين المعادن. ^{[ 62 ]} يُعدّ السيزيوم أقل وفرةً بثلاثين مرة من الروبيديوم ، الذي يرتبط به كيميائيًا ارتباطًا وثيقًا. ^{[ 13 ]} 

بسبب نصف قطره الأيوني الكبير ، يُعد السيزيوم أحد " العناصر غير المتوافقة ". ^{[ 63 ]} أثناء تبلور الصهارة ، يتركز السيزيوم في الطور السائل ويتبلور أخيرًا. لذلك، فإن أكبر رواسب السيزيوم هي أجسام خام البغماتيت النطاقية المتكونة بفعل عملية الإثراء هذه. ولأن السيزيوم لا يحل محل البوتاسيوم بسهولة كما يفعل الروبيديوم، فإن معادن التبخر القلوية مثل السيلفيت (KCl) والكارناليت ( KMgCl)₃ ·6 ساعةقد يحتوي ثاني أكسيد الكبريت ( _2O ) على 0.002% فقط من السيزيوم. ونتيجة لذلك، يوجد السيزيوم في عدد قليل من المعادن. ويمكن العثور على نسب مئوية من السيزيوم فيالبريل(Be).₃ أ₂ (SiO₃ )₆ )والأفوغادريت((K,Cs)BF_{4 )، تصل نسبة Cs2O}إلى 15 % وزناًفي معدنالبيزوتيت(Cs(Be₂ Li)Al₂ سي₆ O_{18 )، تصل نسبة Cs2O}إلى 8.4 % وزناًفي معدناللوندونيت((Cs,K)Al₄ كن₄ (ب، بي)₁₂ O₂₈ )، وأقل فيالروديزيت. ^{[ 13 ]} الخام الوحيد ذو الأهمية الاقتصادية للسيزيوم هوالبولوسيتCs(AlSi)₂ O₆ )وهو موجود في أماكن قليلة حول العالم في البغماتيتات ذات التركيب الطبقي، ويرتبطالليثيوم،الليبيدوليتوالبتاليت. داخل البغماتيتات، يؤدي حجم الحبيبات الكبير والفصل القوي للمعادن إلى خام عالي الجودة للتعدين ^{. [ 64} ]

يُعد منجم تانكو في بحيرة بيرنيك في مانيتوبا ، كندا، أغنى وأهم مصدر معروف للسيزيوم في العالم ، إذ يُقدّر احتوائه على 350 ألف طن متري من خام البولوسيت، ما يُمثّل أكثر من ثلثي الاحتياطي العالمي. ^{[ 64 ] [ 65 ]} على الرغم من أن النسبة القياسية للسيزيوم في البولوسيت تبلغ 42.6%، فإن عينات البولوسيت النقية من هذا المنجم لا تحتوي إلا على حوالي 34% من السيزيوم، بينما يبلغ متوسط ​​النسبة 24 % وزناً. ^{[ 65 ]} يحتوي البولوسيت التجاري على أكثر من 19% من السيزيوم. ^{[ 66 ]} يُستخرج معدن البتاليت من منجم بيكيتا للبيغماتيت في زيمبابوي ، ولكنه يحتوي أيضاً على كمية كبيرة من البولوسيت. ومن المصادر البارزة الأخرى للبولوسيت صحراء كاريبب في ناميبيا . ^{[ 65 ]} بمعدل الإنتاج الحالي للمناجم العالمية الذي يتراوح بين 5 إلى 10 أطنان مترية سنوياً، ستكفي الاحتياطيات لآلاف السنين. ^{[ 13 ]}   

يُستخدم السيزيوم غير المشع حاليًا على نطاق واسع في سوائل حفر آبار النفط الاستخراجية المحتوية على فورمات السيزيوم . ^{[ 13 ]} المحاليل المائية لفورمات السيزيوم ( HCOO⁻ ⁾Cs ⁺طُوِّرت سوائل الحفر ، المُصنَّعة من تفاعل هيدروكسيد السيزيوم مع حمض الفورميك ، في منتصف التسعينيات لاستخدامها كسوائل حفر واستكمال آبار النفط . وتتمثل وظيفة سائل الحفر في تزييت رؤوس الحفر، وإخراج نواتج الحفر إلى السطح، والحفاظ على الضغط في التكوين الجيولوجي أثناء حفر البئر. أما سوائل الاستكمال فتساعد في وضع أجهزة التحكم بعد الحفر وقبل بدء الإنتاج من خلال الحفاظ على الضغط. ^{[ 13 ]}

تُقلل الكثافة العالية لمحلول فورمات السيزيوم الملحي (حتى 2.3  غ/سم³ ^، أو 19.2  رطل لكل جالون) ^{[ 77 ]} ، إلى جانب الطبيعة غير الضارة نسبيًا لمعظم مركبات السيزيوم، من الحاجة إلى المواد الصلبة العالقة السامة عالية الكثافة في سائل الحفر، وهو ما يُعد ميزة تكنولوجية وهندسية وبيئية هامة. وعلى عكس مكونات العديد من السوائل الثقيلة الأخرى، يُعتبر فورمات السيزيوم صديقًا للبيئة نسبيًا. ^{[ 77 ]} ويمكن مزج محلول فورمات السيزيوم الملحي مع فورمات البوتاسيوم والصوديوم لتقليل كثافة السوائل إلى كثافة الماء (1.0  غ/سم³ ^، أو 8.3  رطل لكل جالون). علاوة على ذلك، فهو قابل للتحلل الحيوي ويمكن إعادة تدويره، وهو أمر بالغ الأهمية نظرًا لتكلفته العالية (حوالي 4000 دولار أمريكي  للبرميل في عام 2001) . ^{[ 78 ]} تعتبر فورمات القلويات آمنة للاستخدام ولا تُلحق الضرر بالتكوين المُنتِج أو المعادن الموجودة في قاع البئر، على عكس المحاليل الملحية عالية الكثافة (مثل بروميد الزنك ZnBr) التي تُسبب التآكل.₂ ) الحلول تفعل ذلك أحيانًا؛ كما أنها تتطلب تنظيفًا أقل وتقلل من تكاليف التخلص. ^{[ 13 ]}

تستخدم الساعات الذرية القائمة على السيزيوم الانتقالات الكهرومغناطيسية في البنية فائقة الدقة لذرات السيزيوم-133 كنقطة مرجعية. وقد بُنيت أول ساعة سيزيوم دقيقة على يد لويس إيسن عام 1955 في المختبر الفيزيائي الوطني بالمملكة المتحدة. ^{[ 79 ]} شهدت ساعات السيزيوم تطورًا ملحوظًا على مدى نصف القرن الماضي، وتُعتبر "أدق تجسيد لوحدة قياس حققه الإنسان حتى الآن". ^{[ 76 ]} تقيس هذه الساعات التردد بدقة تتراوح بين 2 و3  أجزاء من 10 ^{^14} ، أي ما يعادل دقة 2 نانوثانية في اليوم، أو ثانية واحدة في 1.4 مليون سنة. أما أحدث الإصدارات، فهي أكثر دقة من جزء واحد من 10^ ¹⁵ ، أي ما يقارب ثانية واحدة في 20 مليون سنة. ^{[ 13 ]} يُعد معيار السيزيوم المعيار الأساسي لقياسات الوقت والتردد المتوافقة مع المعايير. ^{[ 80 ]} وتُستخدم ساعات السيزيوم لتنظيم توقيت شبكات الهاتف المحمول والإنترنت. ^{[ 81 ]}    

مولدات البخار السيزيومية الحرارية هي أجهزة منخفضة الطاقة تحول الطاقة الحرارية إلى طاقة كهربائية. في محول الأنبوب المفرغ ثنائي الأقطاب ، يعمل السيزيوم على معادلة الشحنة الفضائية بالقرب من المهبط ويعزز تدفق التيار. ^{[ 83 ]}

يُعد السيزيوم عنصرًا مهمًا أيضًا لخصائصه الكهروضوئية ، حيث يحول الضوء إلى تدفق إلكتروني. ويُستخدم في الخلايا الكهروضوئية لأن الكاثودات القائمة على السيزيوم، مثل المركب المعدني K_{يتميز مركب} CsSbبجهد عتبة منخفض لانبعاثالإلكترونات. ^{[ 84 ]} تشمل مجموعة الأجهزة الكهروضوئية التي تستخدم السيزيومأجهزةالتعرف الضوئي على الأحرفوأنابيب المضاعف الضوئي،وأنابيب كاميرات الفيديو. ^{[ 85 ] [ 86 ]} ومع ذلك،الجرمانيوم، والروبيديوم، والسيلينيوم، والسيليكون، والتيلوريوم. ^{[ 13 ]}

تُستخدم بلورات يوديد السيزيوم (CsI) وبروميد السيزيوم (CsBr) وفلوريد السيزيوم (CsF) في عدادات الوميض المستخدمة على نطاق واسع في التنقيب عن المعادن وأبحاث فيزياء الجسيمات للكشف عن أشعة جاما والأشعة السينية . وباعتباره عنصرًا ثقيلًا، يوفر السيزيوم قدرة إيقاف جيدة مع كشف أفضل. وقد توفر مركبات السيزيوم استجابة أسرع (CsF) وتكون أقل استرطابية (CsI).

يُستخدم بخار السيزيوم في العديد من أجهزة قياس المغناطيسية الشائعة . ^{[ 87 ]}

يُستخدم هذا العنصر كمعيار داخلي في قياس الطيف الضوئي . ^{[ 88 ]} ومثل غيره من الفلزات القلوية ، يتمتع السيزيوم بألفة كبيرة للأكسجين، ويُستخدم كعامل امتصاص في أنابيب التفريغ . ^{[ 89 ]} وتشمل الاستخدامات الأخرى لهذا المعدن الليزر عالي الطاقة ، ومصابيح التوهج البخاري ، ومقومات البخار . ^{[ 13 ]}

الكثافة العالية لأيون السيزيوم تصنع محاليل من كلوريد السيزيوم، وكبريتات السيزيوم، وثلاثي فلورو أسيتات السيزيوم ( Cs(O₂ CCF₃ )) مفيد في البيولوجيا الجزيئيةللطرد المركزي الفائق بتدرج الكثافة. ^{[ 90 ]} تُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي في عزلالجسيمات الفيروسيةوالعضيات والأجزاءالخلوية،والأحماض النوويةمن العينات البيولوجية. ^{[ 91 ]}

يُستخدم السيزيوم في عدد قليل نسبيًا من التطبيقات الكيميائية. ^{[ 92 ]} يُحسّن تطعيم مركبات السيزيوم فعالية العديد من المحفزات الأيونية المعدنية في التخليق الكيميائي، مثل حمض الأكريليك ، والأنثراكينون ، وأكسيد الإيثيلين ، والميثانول ، وأنهيدريد الفثاليك ، والستايرين ، ومونومرات ميثيل ميثاكريلات ، والعديد من الأوليفينات . كما يُستخدم أيضًا في التحويل التحفيزي لثاني أكسيد الكبريت إلى ثالث أكسيد الكبريت في إنتاج حمض الكبريتيك . ^{[ 13 ]}

يُستخدم فلوريد السيزيوم بشكل محدود في الكيمياء العضوية كقاعدة ^[ 27 ^] ومصدر لا مائي لأيون الفلوريد ^{[ 93 ]} . أحيانًا تحل أملاح السيزيوم محل أملاح البوتاسيوم أو الصوديوم في التخليق العضوي ، مثل التكوير الحلقي ، والأسترة ، والبلمرة . كما يُستخدم السيزيوم في قياس جرعات الإشعاع الحراري الضوئي (TLD) : فعند تعرضه للإشعاع، يكتسب عيوبًا بلورية، وعند تسخينه، تعود إلى حالتها ^{الأصلية} مع انبعاث ضوء يتناسب مع الجرعة المُستقبلة. وبالتالي، يُمكن قياس نبضة الضوء باستخدام أنبوب مضاعف ضوئي لتحديد كمية جرعة الإشعاع المُتراكمة.

السيزيوم-137 نظير مشع يُستخدم عادةً كمصدر لأشعة غاما في التطبيقات الصناعية. من مزاياه عمر النصف الذي يبلغ حوالي 30 عامًا، وتوافره من دورة الوقود النووي ، ووجود الباريوم ^-137 كناتج نهائي مستقر. يُعد ذوبانه العالي في الماء عيبًا يجعله غير متوافق مع أجهزة التشعيع الكبيرة المستخدمة في الأغذية والمستلزمات الطبية. ^{[ 94 ]} وقد استُخدم في الزراعة، وعلاج السرطان، وتعقيم الأغذية ، وحمأة الصرف الصحي، والمعدات الجراحية. ^{[ 13 ] [ 95 ]} استُخدمت النظائر المشعة للسيزيوم في أجهزة الإشعاع في المجال الطبي لعلاج أنواع معينة من السرطان، ^{[ 96 ]} ولكن ظهور بدائل أفضل واستخدام كلوريد السيزيوم القابل للذوبان في الماء في المصادر، والذي قد يُسبب تلوثًا واسع النطاق، أدى تدريجيًا إلى إيقاف استخدام بعض مصادر السيزيوم هذه. ^{[ 97 ] [ 98 ]} استُخدم السيزيوم-137 في العديد من أجهزة القياس الصناعية، بما في ذلك أجهزة قياس الرطوبة والكثافة والتسوية والسماكة. ^{[ 99 ]} كما استُخدم في أجهزة تسجيل الآبار لقياس كثافة الإلكترونات في التكوينات الصخرية، والتي تُشابه الكثافة الكلية لهذه التكوينات. ^{[ 100 ]}

استُخدم السيزيوم-137 في الدراسات الهيدرولوجية المشابهة لتلك التي استُخدم فيها التريتيوم . وباعتباره ناتجًا ثانويًا لتجارب القنابل الانشطارية التي أُجريت من خمسينيات القرن الماضي وحتى منتصف ثمانينياته، فقد انطلق السيزيوم-137 إلى الغلاف الجوي، حيث امتُصّ بسهولة في المحلول. ويسمح التباين المعروف من سنة إلى أخرى خلال تلك الفترة بربطه بطبقات التربة والرواسب. كما استُخدم السيزيوم-134، وإلى حدٍّ أقل السيزيوم-135، في الهيدرولوجيا لقياس انبعاثات السيزيوم من صناعة الطاقة النووية. ورغم أن هذين النظيرين أقل انتشارًا من السيزيوم-133 أو السيزيوم-137، إلا أنهما يُنتَجان حصريًا من مصادر بشرية المنشأ. ^{[ 101 ]}

استُخدم السيزيوم والزئبق كوقود دافع في محركات الأيونات المبكرة المصممة لدفع المركبات الفضائية في مهمات طويلة جدًا بين الكواكب أو خارجها. وكان الوقود يتأين عن طريق ملامسته لقطب كهربائي من التنجستن المشحون . إلا أن تآكل السيزيوم لمكونات المركبات الفضائية دفع التطوير نحو استخدام وقود الغازات الخاملة، مثل الزينون ، الذي يسهل التعامل معه في الاختبارات الأرضية ويُلحق ضررًا أقل بالمركبة الفضائية. ^{[ 13 ]} استُخدم الزينون في المركبة الفضائية التجريبية " ديب سبيس 1" التي أُطلقت عام 1998. ^{[ 102 ] [ 103 ]} ومع ذلك، فقد بُنيت محركات دفع كهربائية تعمل بانبعاث المجال ، تُسرّع أيونات المعادن السائلة مثل السيزيوم. ^{[ 104 ]}

يُستخدم نترات السيزيوم كمؤكسد وملون للألعاب النارية لحرق السيليكون في الشعلات تحت الحمراء ، ^{[ 105 ]} مثل شعلة LUU-19، ^{[ 106 ]} نظرًا لانبعاثه معظم الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء القريبة . ^{[ 107 ]} يُحتمل أن تكون مركبات السيزيوم قد استُخدمت كمضافات للوقود لتقليل البصمة الرادارية لأعمدة العادم في طائرة الاستطلاع لوكهيد A-12 التابعة لوكالة المخابرات المركزية . ^{[ 108 ]} يُضاف السيزيوم والروبيديوم على شكل كربونات إلى الزجاج لأنهما يقللان من التوصيل الكهربائي ويُحسّنان استقرار ومتانة الألياف البصرية وأجهزة الرؤية الليلية . يُستخدم فلوريد السيزيوم أو فلوريد ألومنيوم السيزيوم في مواد الصهر المُصممة للحام سبائك الألومنيوم التي تحتوي على المغنيسيوم . ^{[ 13 ]}

تم بحث أنظمة توليد الطاقة المغناطيسية الهيدروديناميكية (MHD) ، لكنها لم تحظَ بقبول واسع النطاق. ^{[ 109 ]} كما تم النظر في استخدام معدن السيزيوم كسائل عامل في مولدات التوربينات الكهربائية ذات دورة رانكين عالية الحرارة . ^{[ 110 ]}

تم تقييم أملاح السيزيوم كعوامل مضادة للصدمة بعد إعطاء الأدوية المحتوية على الزرنيخ . ومع ذلك، ونظرًا لتأثيرها على نظم القلب، فإن استخدامها أقل شيوعًا من أملاح البوتاسيوم أو الروبيديوم. كما استُخدمت أيضًا لعلاج الصرع . ^{[ 13 ]}

يمكن تبريد السيزيوم-133 باستخدام الليزر ، ويمكن استخدامه لدراسة المشكلات الأساسية والتكنولوجية في فيزياء الكم . يتميز السيزيوم-133 بطيف فيشباخ ملائم بشكل خاص لتمكين دراسة الذرات فائقة البرودة التي تتطلب تفاعلات قابلة للضبط. ^{[ 111 ]}