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簡介

基本信息

中文名稱：鈁

英文(wen)名稱：francium

元素符號：Fr

原子序數：87

族-系(xi)列：第一(yi)主族—堿金屬

密度：1.870克/立方厘米

性狀：質(zhi)軟（堿金屬(shu)的特性）

顏色：銀白色

原子屬性

相對原子質量：223.0197

原子半徑：0.27納米

價電子(zi)排布：7s1

價電子在每(mei)能級排(pai)布：2，8，18，32，18，8，1

電子數：2-8-18-32-18-8

電子層(ceng)：K-L-M-N-O-P

氧化(hua)態：主要(yao)有 +1

晶體結構：體心(xin)立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子

物理屬性

物質狀態：固態、具有(you)放(fang)射性

熔點(dian)：300.2 K（27℃）

沸(fei)點：950 K（677℃）

化學性質

由(you)于核不穩定，Fr-223的(de)半(ban)衰期最(zui)(zui)長(chang)僅有(you)21分鐘。其化學(xue)性(xing)質只能在痕量范圍內研究。是最(zui)(zui)重的(de)堿(jian)金屬元素，也同(tong)其他堿(jian)金屬一(yi)樣極不穩定。鈁的(de)化學(xue)性(xing)質活潑(po)，所有(you)的(de)鈁鹽都是水溶性(xing)的(de)。由(you)于它有(you)放射性(xing)，而且化學(xue)反應極度活躍，故此無(wu)法制得純鈁。 

相關資料

發現過程

鈁是門捷列夫曾(ceng)經指(zhi)出的(de)(de)(de)(de)類(lei)銫(se)，是莫斯萊所確定的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)序數為(wei)87的(de)(de)(de)(de)元素。它的(de)(de)(de)(de)發現經歷了彎曲的(de)(de)(de)(de)道路(lu)。

剛開始，化(hua)學家們根(gen)據門捷列(lie)夫的推斷——類銫是(shi)一個堿金屬元素，是(shi)成鹽的元素，就嘗試從各種鹽類里去尋找它，但是(shi)一無(wu)所獲。

1925年(nian)7月英國化(hua)學(xue)家費里恩德特地選定了炎(yan)熱(re)的夏天去死海，尋找它。但是，經(jing)過辛勞的化(hua)學(xue)分(fen)析和(he)光(guang)譜分(fen)析后(hou)，卻絲毫沒有發現這個元素。

后來(lai)又有不少化學家嘗試利用(yong)光譜(pu)技(ji)術(shu)以(yi)及利用(yong)原子(zi)量作(zuo)為突破口(kou)去找(zhao)這個(ge)元(yuan)素，但都沒有成功(gong)。

1930年，美國亞(ya)拉巴馬(ma)州工藝學院物理學教(jiao)授(shou)阿立生(sheng)宣布，在稀有的堿金(jin)屬礦銫鎦石和鱗云母中用(yong)磁光(guang)分析法，發現(xian)了87號(hao)元素。元素符號(hao)定(ding)(ding)為Vi。可是不久，磁光(guang)分析法本身被否定(ding)(ding)了，利用(yong)它發現(xian)的元素也(ye)就不可能成立。

到1939年，法國女科學家佩里在研究錒(a)的(de)同(tong)位素(su)Ac-227的(de)α衰變(bian)產物時(shi)。從中(zhong)發(fa)現了87號元素(su)，并對它進行研究。為了紀念她(ta)的(de)祖國，把87號元素(su)稱為francium，元素(su)符號為Fr。

具體應用

由于(yu)它(ta)的不穩定和(he)稀(xi)有，鈁(fang)還沒有商業應用。它(ta)已經(jing)用于(yu)生物學和(he)原子結構(gou)的研究(jiu)領域。鈁(fang)對癌(ai)癥可能存在的診斷(duan)幫助(zhu)的也已經(jing)被深入研究(jiu)了，但是被認為并不實(shi)用。

資源材料

據估計，由于鈁(fang)的(de)(de)半衰(shuai)期很短(duan)，經計算，地殼中(zhong)任何時刻鈁(fang)的(de)(de)含量約為30g。這(zhe)使它成為除砹之外的(de)(de)第二稀有的(de)(de)元素。即使是(shi)在含量最高(gao)的(de)(de)礦石中(zhong)，每(mei)噸也只有0.0000000000037克。

制備方法

鈁可在鈾(you)礦(kuang)及釷(tu)礦(kuang)中發現，每1×1018個鈾(you)原子(zi)中才能找到一個鈁原子(zi)。也可透過以(yi)質子(zi)轟擊釷(tu)而獲得。或者通過以(yi)下核(he)反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁(fang)與銫載體一起用(yong)高氯酸(suan)鹽、氯鉑(bo)酸(suan)鹽或鎢硅(gui)酸(suan)鹽陰離(li)子(zi)進(jin)行共沉淀，是分(fen)離(li)痕量鈁(fang)的有效方法。

同位素

現已發現質量(liang)數(shu)199～232的(de)(de)鈁(fang)的(de)(de)全部同位(wei)素，其中只有鈁(fang)-223、224是天然放(fang)射性(xing)同位(wei)素，以鈁(fang)-223的(de)(de)半衰期(qi)最長，約22分鐘(zhong)。其余都是通過人工核(he)反應(ying)合成的(de)(de)。