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簡介

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)-系列：第一(yi)主族(zu)—堿金屬

密度：1.870克/立方厘(li)米

性(xing)狀：質軟（堿金(jin)屬的(de)特(te)性(xing)）

顏色：銀白色

原子屬性

相(xiang)對(dui)原子質量：223.0197

原(yuan)子半(ban)徑：0.27納米

價電子排布：7s1

價電子(zi)在每能級排布：2，8，18，32，18，8，1

電子數：2-8-18-32-18-8

電子(zi)層：K-L-M-N-O-P

氧(yang)化態(tai)：主要有 +1

晶(jing)體結(jie)構(gou)：體心立方(fang)晶(jing)胞(bao)，每(mei)個晶(jing)胞(bao)含有2個金(jin)屬原子(zi)

物理屬性

物質(zhi)狀態(tai)：固態(tai)、具有放射性

熔點：300.2 K（27℃）

沸點：950 K（677℃）

化學性質

由(you)于核不穩定(ding)(ding)，Fr-223的(de)(de)半衰(shuai)期最(zui)(zui)長(chang)僅有(you)21分鐘(zhong)。其化學性質只能(neng)在痕量(liang)范圍內(nei)研究。是最(zui)(zui)重的(de)(de)堿金(jin)屬元素，也同其他(ta)堿金(jin)屬一(yi)樣極不穩定(ding)(ding)。鈁(fang)的(de)(de)化學性質活(huo)潑，所有(you)的(de)(de)鈁(fang)鹽都(dou)是水(shui)溶性的(de)(de)。由(you)于它(ta)有(you)放射性，而且(qie)化學反應極度活(huo)躍(yue)，故此(ci)無(wu)法制得純(chun)鈁(fang)。 

相關資料

發現過程

鈁(fang)是(shi)門捷列夫(fu)曾(ceng)經(jing)指出的(de)類銫，是(shi)莫斯萊所(suo)確定的(de)原子序數為87的(de)元(yuan)素。它的(de)發現(xian)經(jing)歷了(le)彎曲的(de)道路。

剛(gang)開始，化學家(jia)們根據門捷列夫的推(tui)斷——類銫是一個堿金屬(shu)元素(su)，是成鹽的元素(su)，就(jiu)嘗試從(cong)各種鹽類里(li)去尋(xun)找它(ta)，但是一無所獲。

1925年7月英(ying)國(guo)化(hua)學(xue)家費里恩德(de)特地選定(ding)了炎熱的(de)夏天(tian)去死海，尋找它。但(dan)是，經過辛勞的(de)化(hua)學(xue)分析和光譜(pu)分析后，卻(que)絲毫沒有發現這(zhe)個元素。

后來又有(you)不少化(hua)學家嘗試(shi)利(li)用光(guang)譜(pu)技術(shu)以及利(li)用原子(zi)量(liang)作為突破(po)口去(qu)找這個元(yuan)素，但都(dou)沒有(you)成功。

1930年，美(mei)國亞(ya)拉巴馬(ma)州工藝學院(yuan)物(wu)理學教授阿(a)立(li)生(sheng)宣(xuan)布，在(zai)稀有的(de)堿金屬礦銫鎦石(shi)和(he)鱗云母中(zhong)用(yong)磁光分析(xi)法，發(fa)現了87號元素。元素符號定(ding)為Vi。可是(shi)不久，磁光分析(xi)法本身(shen)被(bei)否(fou)定(ding)了，利用(yong)它發(fa)現的(de)元素也就不可能(neng)成立(li)。

到1939年，法(fa)國女科學家(jia)佩里(li)在(zai)研(yan)究(jiu)錒的同位素(su)(su)Ac-227的α衰變產物時(shi)。從中發現了87號(hao)元素(su)(su)，并對它進行研(yan)究(jiu)。為(wei)了紀(ji)念她的祖國，把87號(hao)元素(su)(su)稱(cheng)為(wei)francium，元素(su)(su)符號(hao)為(wei)Fr。

具體應用

由于(yu)它(ta)的(de)不穩定和稀有，鈁(fang)還(huan)沒有商業應用。它(ta)已經用于(yu)生物學(xue)和原子結構的(de)研(yan)究領域。鈁(fang)對癌癥可能存在的(de)診斷幫(bang)助的(de)也已經被(bei)深入(ru)研(yan)究了(le)，但是被(bei)認為并(bing)不實(shi)用。

資源材料

據(ju)估計，由于鈁(fang)的(de)半(ban)衰期很短(duan)，經計算，地殼中(zhong)任何(he)時刻鈁(fang)的(de)含量約(yue)為(wei)30g。這(zhe)使(shi)它成為(wei)除(chu)砹之外的(de)第二稀有的(de)元素。即使(shi)是在含量最高(gao)的(de)礦(kuang)石中(zhong)，每(mei)噸也(ye)只有0.0000000000037克。

制備方法

鈁可在鈾(you)礦(kuang)(kuang)及釷礦(kuang)(kuang)中發(fa)現(xian)，每1×1018個(ge)鈾(you)原子(zi)中才能(neng)找(zhao)到(dao)一個(ge)鈁原子(zi)。也可透過以質(zhi)子(zi)轟擊釷而(er)獲得(de)。或(huo)者通過以下(xia)核反(fan)應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁與銫載體(ti)一起用高氯酸鹽(yan)、氯鉑酸鹽(yan)或鎢硅(gui)酸鹽(yan)陰離子進行(xing)共沉(chen)淀，是(shi)分離痕量(liang)鈁的有效(xiao)方(fang)法(fa)。

同位素

現已(yi)發現質(zhi)量數199～232的(de)鈁(fang)(fang)的(de)全部(bu)同位素(su)，其中只有(you)鈁(fang)(fang)-223、224是天然放射(she)性(xing)同位素(su)，以鈁(fang)(fang)-223的(de)半衰(shuai)期最(zui)長(chang)，約22分鐘。其余都(dou)是通(tong)過人工核(he)反應合成(cheng)的(de)。