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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-系列：第一主(zhu)族—堿金屬(shu)

密度：1.870克/立方厘米

性狀(zhuang)：質軟（堿(jian)金屬的特性）

顏色：銀白色

原子屬性

相對原子質(zhi)量：223.0197

原子半徑：0.27納(na)米(mi)

價(jia)電子排布：7s1

價電子(zi)在每能級(ji)排布(bu)：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

氧化態：主(zhu)要有 +1

晶體結構：體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬(shu)原子

物理屬性

物(wu)質狀態：固(gu)態、具(ju)有放射性

熔點：300.2 K（27℃）

沸點：950 K（677℃）

化學性質

由于核不穩(wen)定，Fr-223的(de)半衰期最長僅(jin)有21分鐘(zhong)。其(qi)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質只能在痕(hen)量(liang)范(fan)圍(wei)內(nei)研究。是(shi)最重的(de)堿(jian)金屬(shu)元素，也(ye)同其(qi)他堿(jian)金屬(shu)一樣極(ji)(ji)不穩(wen)定。鈁的(de)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質活(huo)潑，所有的(de)鈁鹽都是(shi)水溶性(xing)(xing)(xing)的(de)。由于它(ta)有放射性(xing)(xing)(xing)，而且(qie)化(hua)學(xue)反應極(ji)(ji)度活(huo)躍，故此無法制得純(chun)鈁。 

相關資料

發現過程

鈁是門捷列夫曾(ceng)經指出的(de)類銫，是莫斯(si)萊所確定(ding)的(de)原子序數為87的(de)元素。它(ta)的(de)發現經歷了(le)彎(wan)曲的(de)道(dao)路。

剛開(kai)始，化學家(jia)們根據門捷列夫的(de)推斷——類銫是(shi)一個堿金屬元(yuan)素，是(shi)成鹽的(de)元(yuan)素，就嘗試(shi)從各種鹽類里去尋找它，但是(shi)一無所獲。

1925年7月英國化學家費里恩(en)德特地選(xuan)定了(le)炎熱的(de)夏天去死海，尋找它。但(dan)是，經過辛勞的(de)化學分(fen)析和光(guang)譜分(fen)析后，卻絲毫沒有發現這個(ge)元素。

后(hou)來又有(you)不少(shao)化學家嘗試利用(yong)光譜技術以及利用(yong)原子量作為(wei)突破口去(qu)找這個元素，但都沒有(you)成功(gong)。

1930年(nian)，美國亞拉巴馬州工藝學院物理學教(jiao)授阿立生宣布，在稀(xi)有的(de)堿金屬礦(kuang)銫(se)鎦石和鱗云母中用磁(ci)(ci)光分(fen)析法，發現了87號(hao)元素(su)。元素(su)符號(hao)定(ding)為Vi。可是不久，磁(ci)(ci)光分(fen)析法本(ben)身被否定(ding)了，利用它發現的(de)元素(su)也(ye)就不可能成立。

到(dao)1939年，法國女科(ke)學家(jia)佩里在研(yan)究(jiu)錒的(de)同位素(su)(su)Ac-227的(de)α衰變產物時。從中發(fa)現了87號元素(su)(su)，并對它進行研(yan)究(jiu)。為(wei)了紀念她的(de)祖國，把(ba)87號元素(su)(su)稱為(wei)francium，元素(su)(su)符號為(wei)Fr。

具體應用

由于(yu)(yu)它的(de)(de)不穩定和稀有，鈁還沒有商業(ye)應用。它已(yi)經用于(yu)(yu)生(sheng)物學(xue)和原子結構的(de)(de)研(yan)究領域。鈁對癌癥(zheng)可能存在的(de)(de)診斷幫助的(de)(de)也已(yi)經被(bei)深(shen)入研(yan)究了，但是被(bei)認為并不實(shi)用。

資源材料

據估計，由于鈁(fang)的半衰期很短(duan)，經(jing)計算，地殼中(zhong)任何(he)時刻(ke)鈁(fang)的含量(liang)約為30g。這使它成為除(chu)砹之外的第二稀有的元素。即使是在含量(liang)最高的礦石中(zhong)，每噸也只有0.0000000000037克。

制備方法

鈁(fang)可在(zai)鈾礦(kuang)(kuang)及(ji)釷礦(kuang)(kuang)中發現，每1×1018個鈾原子(zi)中才(cai)能找到一個鈁(fang)原子(zi)。也(ye)可透過以(yi)質子(zi)轟(hong)擊釷而獲得。或者通過以(yi)下核反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁與銫載體一起(qi)用高(gao)氯(lv)(lv)酸鹽、氯(lv)(lv)鉑(bo)酸鹽或鎢硅酸鹽陰離子進行共沉淀(dian)，是分離痕量鈁的有效方法。

同位素

現(xian)已發現(xian)質量數199～232的(de)鈁(fang)的(de)全(quan)部同位(wei)(wei)素，其(qi)中(zhong)只(zhi)有鈁(fang)-223、224是天然放射性同位(wei)(wei)素，以(yi)鈁(fang)-223的(de)半衰(shuai)期最長(chang)，約22分鐘。其(qi)余都是通過人工核反應合成(cheng)的(de)。