鈁(fang)是門捷列(lie)夫曾經指(zhi)出的(de)(de)類銫,是莫斯萊所確定的(de)(de)原子序數為87的(de)(de)元(yuan)素。它(ta)的(de)(de)發現經歷了彎曲的(de)(de)道路。
剛開始(shi),化學家們根據門捷列夫(fu)的推(tui)斷——類銫是(shi)一個堿(jian)金屬元(yuan)素(su),是(shi)成鹽(yan)(yan)的元(yuan)素(su),就嘗試(shi)從各種鹽(yan)(yan)類里(li)去尋找它,但(dan)是(shi)一無所獲(huo)。
1925年7月英國化學家費里恩德特地選(xuan)定了炎熱的夏天(tian)去死海(hai)尋(xun)找它(ta)。但是,經過辛(xin)勞的化學分析(xi)和光(guang)譜分析(xi)后,卻絲毫沒有(you)發現這個元素。
后來(lai)又有(you)不少化學(xue)家嘗試利(li)(li)用光譜技(ji)術以及利(li)(li)用原子量作為突破口去找這個元素(su),但(dan)都沒有(you)成功。
1930年,美(mei)國亞拉(la)巴馬(ma)州工藝(yi)學(xue)院物理學(xue)教授阿立生宣布(bu),在稀(xi)有的堿金屬礦銫鎦石和鱗云母中用磁光分析法,發(fa)現(xian)了87號元素(su)。元素(su)符號定(ding)為Vi。可是不久,磁光分析法本身被否(fou)定(ding)了,利用它發(fa)現(xian)的元素(su)也(ye)就(jiu)不可能成立。
到1939年,法國(guo)女科學家(jia)佩(pei)里在研(yan)(yan)究錒的(de)同位素Ac-227的(de)α衰變產(chan)物時。從中(zhong)發現了87號元(yuan)素,并對它進(jin)行(xing)研(yan)(yan)究。為(wei)了紀念她的(de)祖國(guo),把87號元(yuan)素稱(cheng)為(wei)francium,元(yuan)素符號為(wei)Fr。
基本信息
中文名稱:鈁
英(ying)文名稱:francium
元素符號:Fr
原子序數:87
族-系列:第(di)一主族—堿金屬
密度:1.870g/cm3
性狀:質軟(ruan)(堿金屬(shu)的(de)特(te)性)
顏色:有銀白色金屬(shu)光澤
原子屬性
相對原(yuan)子質量:223.0197
原子半徑:0.27納米
價電子排布(bu):7s1
價電子在每能級排布:2,8,18,32,18,8,1
電子數:2-8-18-32-18-8
電(dian)子(zi)層:K-L-M-N-O-P
氧化態(tai):主要有+1
晶(jing)(jing)體結構:體心(xin)立方晶(jing)(jing)胞(bao),每個晶(jing)(jing)胞(bao)含有(you)2個金屬原子
物理屬性
物質狀態(tai):固(gu)態(tai)、具有放射性
熔(rong)點:300.2K(27℃)
沸點(dian):950K(677℃)
化學性質
由于核(he)不穩定,Fr-223的(de)(de)(de)半衰(shuai)期(qi)最(zui)長(chang)僅有21分鐘。其化學(xue)性(xing)質(zhi)只(zhi)能(neng)在痕量(liang)范(fan)圍內(nei)研究(jiu)。是(shi)最(zui)重的(de)(de)(de)堿(jian)金屬元(yuan)素(su),也同其他堿(jian)金屬一樣極不穩定。鈁(fang)的(de)(de)(de)化學(xue)性(xing)質(zhi)活(huo)(huo)潑,所有的(de)(de)(de)鈁(fang)鹽都是(shi)水溶性(xing)的(de)(de)(de)。由于它(ta)有放射(she)性(xing),而且化學(xue)反應極度活(huo)(huo)躍,故(gu)此無(wu)法(fa)制(zhi)得純鈁(fang)。
由于(yu)它的不穩定和稀(xi)有,鈁還沒有商業應用(yong)。它已經(jing)用(yong)于(yu)生物學和原子結構的研究領域(yu)。鈁對(dui)癌癥(zheng)可能存(cun)在的診斷幫助的也已經(jing)被深(shen)入(ru)研究了(le),但是被認為并不實用(yong)。
鈁可(ke)在鈾(you)礦(kuang)及釷(tu)礦(kuang)中(zhong)發現,每1×1018個鈾(you)原子中(zhong)才能找(zhao)到一個鈁原子。也可(ke)透(tou)過(guo)以質子轟(hong)擊釷(tu)而獲得。或者(zhe)通過(guo)以下(xia)核反應:197Au + 18O → 210Fr + 5n
資源分布
據(ju)估計,由于鈁的(de)半衰期很短,經計算(suan),地(di)殼中(zhong)任何時刻鈁的(de)含(han)量約為30g。這使它成為除砹(ai)之外(wai)的(de)第(di)二(er)稀有的(de)元素。即使是(shi)在含(han)量最高(gao)的(de)礦石中(zhong),每噸也(ye)只有0.0000000000037克。
現(xian)已發(fa)現(xian)質(zhi)量數199~232的鈁(fang)(fang)的全部(bu)同位素(su),其(qi)中只(zhi)有鈁(fang)(fang)-223、224是天然(ran)放射性同位素(su),以鈁(fang)(fang)-223的半衰期最長(chang),約22分鐘。其(qi)余(yu)都是通過人工核反應合(he)成的。
世界上最不(bu)穩定的天然元素(su):鈁(fang),1939年由法國巴黎居里(li)研究所的Maguerite Perey發(fa)現,是元素(su)周期(qi)表(biao)中最不(bu)穩定的自然存在元素(su),其(qi)最穩定的同位素(su)鈁(fang)-223的半衰期(qi)僅為22分(fen)鐘。(吉(ji)尼斯世界紀錄(lu))