碘化铯

碘化铯（Cesium iodide / Caesium iodide，CsI，CAS 7789-17-5）分子量 259.81，是铯与碘的离子化合物，工业上由碳酸铯与氢碘酸中和制得（Cs₂CO₃+2HI→2CsI+H₂O+CO₂↑，先以碳酸铵与硝酸铯制备纯碳酸铯、再以 15% 氢碘酸中和、重结晶提纯；单晶经丘克拉斯基法（Kyropoulos）或 Stockbarger 法从熔体生长，可产出数十公斤级圆柱锭）。物理性质上为白色立方晶系结晶或粉末、无臭，属 CsCl 型结构（空间群 Pm3m，晶格常数约 0.4503 nm），密度约 4.51 g/cm³（25 ℃）、熔点约 621–632 ℃（主流 626 ℃）、沸点约 1280 ℃、折射率约 1.7876（0.59 µm，随波长 1.979→1.611 变化）；易溶于水且溶解度随温度显著上升（0 ℃ 约 44 g/100g、20 ℃ 约 74 g/100g、25 ℃ 约 848 g/L、61 ℃ 约 160 g/100g），溶于乙醇、微溶于甲醇、不溶于丙酮，水溶液近中性（pH 5.0–9.0，50 g/L）；略吸湿、晶体软（莫氏 1–2）而塑性好（无解理面）。化学性质上它稳定不可燃，但受强氧化剂影响可游离出碘、与碘反应生成三碘化铯 CsI₃，加热分解产生碘蒸气。它是X/γ 射线闪烁体（CsI (Tl)、CsI (Na)）与远红外光学材料（透光 0.25–55 µm，碱金属卤化物最宽波段）的核心晶体材料，用于 CT 平板探测器、安检成像、高能物理量能器与 FTIR 分束器。低中急性毒（大鼠经口 LD50 2386 mg/kg），CLP 口径标生殖毒性 2 类 + 水生剧毒，储存须防潮密封、避光避氧化剂。

基本信息

中文名：碘化铯（碘化銫）

英文名：Cesium iodide / Caesium iodide / Cesium monoiodide

化学式：CsI

分子量：259.81（259.809）

CAS：7789-17-5

EINECS：232-145-2

物理化学性质

外观：白色立方晶系结晶或粉末，无臭；单晶透明无色

密度：约 4.51 g/cm³（25 ℃）；比重 4.51

熔点：约 621–632 ℃（626 ℃ lit. 主流）；沸点：约 1280 ℃（760 mmHg）

折射率：1.7876（0.59 µm）；随波长 1.979（0.3 µm）→1.758（1 µm）→1.74（10 µm）→1.611（55 µm）；折射率温度系数约 −1.27…−1.51×10⁻⁵（0–30 ℃）

溶解性：易溶于水（0 ℃ 44 g/100g、20 ℃ 74 g/100g 与 GESTIS 669.7 g/L 口径并存、25 ℃ 848 g/L、61 ℃ 160 g/100g）；溶于乙醇、微溶于甲醇、几乎不溶于丙酮

水溶液：pH 5.0–9.0（50 g/L，25 ℃）；磁化率 −82.6×10⁻⁶ cm³/mol

热力学：标准生成焓 −346.6 kJ/mol；标准熵 123.1 J/mol・K；热容 52.8 J/mol・K（晶体 0.2 J/(g・K)）

光学 / 机械：透光范围 0.25–55 µm（碱金属卤化物中最宽红外波段）；热导率 1.1 W/(m・K)（25 ℃）；CTE 48.1×10⁻⁶/K；莫氏硬度 1–2（软）；杨氏模量约 2 GPa；介电常数 5.6

主要用途（分领域）

优势

与碘化钠 NaI (Tl)（7681-82-5）对比：NaI (Tl) 是主流闪烁体、光产额高（约 38 光子 /keV）但吸湿极强、有解理面易碎裂；CsI (Tl) 光产额约 54–56 光子 /keV 口径（相当 NaI 约六成）但软而韧、无解理面、抗热 / 机械冲击 —— 测井、空间、剧烈冲击场景必须选 CsI；CsI 密度更高（4.51 vs 3.67 g/cm³）、γ 阻止本领更强，医疗平板探测器多用柱状 CsI (Tl)；

与溴化铯 CsBr（7787-69-1）对比：同为铯卤化物红外材料 ——CsI 透光范围更宽（55 vs 约 30 µm）、折射率更高；CsBr 硬度略高、吸湿性亦小 ——远红外必须 CsI；

与溴化钾 KBr（7758-02-3）对比：KBr 是标准 FTIR 分束 / 压片材料（至 25 µm）、价廉常用；CsI 波段延伸至远红外（55 µm）—— 远红外光谱选 CsI，但更软、更贵、需防潮；

与碘化钾 KI（7681-11-0）对比：KI 走医药（甲状腺防护）、分析试剂路线；CsI 走闪烁 / 红外 / 钙钛矿路线 ——应用层级完全不同；

安全信息（毒性与储存）

GHS 分类（CLP 口径）：皮肤刺激（H315）、严重眼刺激（H319）、皮肤致敏（H317）、呼吸道刺激（H335）、生殖毒性 2 类（H361 可能损害生育能力或胎儿）、水生急性毒 1 类（H400）——信号词 Warning（GESTIS 载 H361+H400；HandWiki 载 H315/H317/H319/H335）

危险品运输：部分口径 UN 3077（第 9 类，PG III，环境危害物质）；多数国内资料标 "无危险运输编码 / 非危"—— 按实际货物申报口径执行；不可燃

健康危害：刺激眼睛、呼吸道与皮肤；皮肤致敏可能；实验动物示生殖毒性；加热分解产生有毒碘蒸气；水体剧毒（水蚤 EC50 0.51 mg/L）

毒性数据：大鼠经口 LD50 2386 mg/kg；大鼠腹腔 1.4 g/kg；大鼠经皮 >2000 g/kg；ACGIH 铯化合物 TWA 0.01 ppm

防护：防尘口罩（P1/P3 级）、带侧护护目镜、防护手套（氯丁橡胶 / 丁腈 / 丁基 / PVC）、防化服；作业区良好通风、密闭设备、就近洗眼站与安全淋浴

泄漏 / 接触：

眼睛：大量清水冲洗至少 15 分钟（翻开眼睑）后就医；皮肤：大量水冲洗至少 15 分钟

吸入：移至新鲜空气，症状持续就医；误服：漱口、饮 1–2 杯水后就医

泄漏：无尘清扫收集入密封容器，通风并冲洗泄漏点；严禁进入水体、排水沟、下水道（水生剧毒），少量渗入亦须报告主管部门

储存运输：密封容器、阴凉干燥通风处、防潮（吸湿）、避光、惰性气氛室温（ChemicalBook 口径）；禁与强氧化剂（存储类 5.1A）、药品、食品饲料共储（存储类 10–13）；包装 1 kg 瓶 / 箱（试剂级）、25 kg 袋 / 桶（编织袋内衬塑）；危险废物按法规收集处置（盐溶液调 pH 6–8 后归集）