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研究簡史

鈁(fang)是門(men)捷列夫(fu)曾經指(zhi)出的(de)類(lei)銫(se)，是莫斯萊所確定的(de)原(yuan)子序數為87的(de)元素(su)。它的(de)發現經歷(li)了彎曲的(de)道路。

剛(gang)開始(shi)，化學家(jia)們根據門捷列夫的推(tui)斷(duan)——類(lei)(lei)銫是(shi)一個堿金(jin)屬元素，是(shi)成鹽(yan)的元素，就嘗(chang)試從各種(zhong)鹽(yan)類(lei)(lei)里去尋找它，但是(shi)一無所獲。

1925年(nian)7月英(ying)國化學家費里恩(en)德特地選(xuan)定了炎(yan)熱的(de)夏天去死海尋找它。但是(shi)，經過辛勞的(de)化學分析(xi)和光譜(pu)分析(xi)后(hou)，卻絲(si)毫沒(mei)有(you)發現這個元(yuan)素。

后來又有(you)不(bu)少化學家(jia)嘗試利用(yong)光譜(pu)技術以及利用(yong)原子量作(zuo)為突破口(kou)去找這(zhe)個元素，但都(dou)沒有(you)成功。

1930年，美國亞拉巴馬州工藝學院物理學教授阿立生宣布，在稀有的堿金屬礦銫鎦石和鱗云母中用(yong)磁光(guang)(guang)分析法，發現了87號元(yuan)(yuan)素(su)(su)。元(yuan)(yuan)素(su)(su)符號定為Vi。可是不(bu)久(jiu)，磁光(guang)(guang)分析法本身被否定了，利用(yong)它發現的元(yuan)(yuan)素(su)(su)也就不(bu)可能成立。

到1939年，法國女科學家佩里在研究(jiu)(jiu)錒的同位素Ac-227的α衰變產物時。從中(zhong)發現了87號(hao)元(yuan)素，并(bing)對它進行(xing)研究(jiu)(jiu)。為(wei)(wei)了紀念(nian)她的祖國，把87號(hao)元(yuan)素稱為(wei)(wei)francium，元(yuan)素符號(hao)為(wei)(wei)Fr。

理化性質

基本信息

中文名稱：鈁

英文名稱：francium

元素符號：Fr

原子序數：87

族(zu)(zu)-系(xi)列：第一(yi)主族(zu)(zu)—堿金屬

密度：1.870g/cm3

性狀：質軟（堿金屬的特性）

顏色：有銀(yin)白(bai)色金屬光澤

原子屬性

相對原子質量：223.0197

原子(zi)半徑：0.27納(na)米

價電子排布：7s1

價電(dian)子在每能級排布：2，8，18，32，18，8，1

電子(zi)數(shu)：2-8-18-32-18-8

電子層(ceng)：K-L-M-N-O-P

氧化態：主(zhu)要(yao)有+1

晶體(ti)結(jie)構：體(ti)心立方晶胞(bao)，每個晶胞(bao)含有2個金屬原(yuan)子(zi)

物理屬性

物質狀態：固態、具有放射(she)性

熔(rong)點：300.2K（27℃）

沸點：950K（677℃）

化學性質

由于核不(bu)穩(wen)定(ding)，Fr-223的(de)半衰期(qi)最長僅有21分(fen)鐘(zhong)。其(qi)化(hua)(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)只能在痕(hen)量范圍內研究。是(shi)最重的(de)堿金屬(shu)元素，也同其(qi)他堿金屬(shu)一(yi)樣極(ji)不(bu)穩(wen)定(ding)。鈁的(de)化(hua)(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)活潑，所有的(de)鈁鹽都是(shi)水溶性(xing)的(de)。由于它(ta)有放射性(xing)，而且化(hua)(hua)學(xue)反應極(ji)度活躍，故此(ci)無(wu)法制得(de)純鈁。

應用領域

由于它的不穩定和(he)稀有，鈁(fang)(fang)還(huan)沒有商業應用(yong)(yong)。它已經(jing)用(yong)(yong)于生物學和(he)原子結構的研(yan)究(jiu)領(ling)域。鈁(fang)(fang)對(dui)癌癥可能存在(zai)的診斷幫助的也已經(jing)被(bei)深入研(yan)究(jiu)了，但(dan)是被(bei)認為并不實用(yong)(yong)。

鈁(fang)可在鈾礦及釷礦中(zhong)發現，每1×1018個(ge)鈾原(yuan)(yuan)子中(zhong)才能找(zhao)到一個(ge)鈁(fang)原(yuan)(yuan)子。也可透過(guo)以質子轟擊釷而獲(huo)得。或者通過(guo)以下核反(fan)應(ying)：197Au + 18O → 210Fr + 5n

資源分布

據估計(ji)，由于鈁的(de)半衰期很(hen)短，經計(ji)算(suan)，地(di)殼中(zhong)(zhong)任何(he)時刻鈁的(de)含量約為30g。這使它成(cheng)為除砹之(zhi)外的(de)第二(er)稀有的(de)元(yuan)素(su)。即使是在含量最高的(de)礦石中(zhong)(zhong)，每(mei)噸也只有0.0000000000037克(ke)。

同位素

現(xian)已發現(xian)質(zhi)量數199～232的鈁的全部同(tong)位(wei)(wei)素(su)，其中只有鈁-223、224是(shi)天(tian)然放射性同(tong)位(wei)(wei)素(su)，以鈁-223的半(ban)衰期最(zui)長(chang)，約22分鐘。其余都是(shi)通過人(ren)工核反應合成的。

世界紀錄

世界上(shang)最(zui)(zui)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)天(tian)然元(yuan)素(su)：鈁，1939年由法國巴黎居里(li)研究所的(de)(de)(de)Maguerite Perey發(fa)現(xian)，是元(yuan)素(su)周期表中(zhong)最(zui)(zui)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)自然存在(zai)元(yuan)素(su)，其最(zui)(zui)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)同位素(su)鈁-223的(de)(de)(de)半衰(shuai)期僅(jin)為22分鐘。（吉尼斯世界紀錄(lu)）