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簡介

基本信息

中文名稱：鈁

英文(wen)名稱(cheng)：francium

元素符號：Fr

原子序數：87

族-系列：第一主(zhu)族—堿金屬

密度：1.870克/立(li)方厘米

性(xing)狀：質軟（堿金屬的(de)特性(xing)）

顏色：銀白色

原子屬性

相對原子質(zhi)量(liang)：223.0197

原子半(ban)徑(jing)：0.27納米

價電(dian)子(zi)排布：7s1

價電子在每能(neng)級排(pai)布：2，8，18，32，18，8，1

電子(zi)數：2-8-18-32-18-8

電子(zi)層：K-L-M-N-O-P

氧化(hua)態：主要有 +1

晶(jing)體結構：體心立方晶(jing)胞(bao)，每個(ge)晶(jing)胞(bao)含有2個(ge)金屬原子

物理屬性

物質狀態：固(gu)態、具有放射性(xing)

熔(rong)點：300.2 K（27℃）

沸點：950 K（677℃）

化學性質

由(you)于(yu)(yu)核不(bu)穩定(ding)，Fr-223的(de)(de)(de)半衰期最長僅有(you)21分鐘。其(qi)化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)只能(neng)在痕量范圍內研究。是(shi)最重的(de)(de)(de)堿(jian)金屬(shu)(shu)元素，也同(tong)其(qi)他堿(jian)金屬(shu)(shu)一樣(yang)極不(bu)穩定(ding)。鈁的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)活潑，所有(you)的(de)(de)(de)鈁鹽(yan)都是(shi)水溶性(xing)的(de)(de)(de)。由(you)于(yu)(yu)它(ta)有(you)放射性(xing)，而(er)且化(hua)學(xue)反(fan)應極度活躍，故此無法制得純(chun)鈁。 

相關資料

發現過程

鈁是門(men)捷列(lie)夫曾經指出(chu)的(de)類銫，是莫斯萊(lai)所確定的(de)原子序數為87的(de)元素。它的(de)發現經歷了彎曲的(de)道(dao)路。

剛開始，化學家們(men)根據門捷列夫的(de)推斷——類(lei)銫是一(yi)個堿金屬元素(su)，是成鹽的(de)元素(su)，就嘗(chang)試從(cong)各種鹽類(lei)里去尋找它，但是一(yi)無所獲。

1925年7月(yue)英(ying)國化學(xue)(xue)家費里(li)恩德特地選定了炎熱的夏天去(qu)死海，尋找它(ta)。但是(shi)，經過辛勞的化學(xue)(xue)分析和(he)光譜分析后，卻絲毫(hao)沒有發現這個(ge)元素。

后來又有(you)不少化學家嘗(chang)試利用光譜技術以及利用原子量作為突破口(kou)去(qu)找這個元素(su)，但都沒有(you)成功。

1930年，美國(guo)亞拉(la)巴馬(ma)州工藝學(xue)院物(wu)理學(xue)教(jiao)授阿立生宣布，在稀(xi)有(you)的堿金屬礦銫鎦石和鱗云母(mu)中用磁(ci)(ci)光分析(xi)法(fa)，發現(xian)了87號(hao)元(yuan)素(su)。元(yuan)素(su)符(fu)號(hao)定(ding)為Vi。可是(shi)不久，磁(ci)(ci)光分析(xi)法(fa)本身被否(fou)定(ding)了，利用它發現(xian)的元(yuan)素(su)也就不可能成立。

到1939年，法國女(nv)科(ke)學家佩(pei)里在(zai)研究錒的(de)同位(wei)素Ac-227的(de)α衰變產物時。從(cong)中發現了87號元素，并對它進行研究。為了紀念她的(de)祖(zu)國，把(ba)87號元素稱為francium，元素符(fu)號為Fr。

具體應用

由于它的(de)不穩定和稀有，鈁(fang)還(huan)沒有商(shang)業(ye)應(ying)用(yong)。它已(yi)經用(yong)于生(sheng)物(wu)學和原(yuan)子結構的(de)研究領域。鈁(fang)對癌癥(zheng)可(ke)能存在(zai)的(de)診斷幫助的(de)也(ye)已(yi)經被深入研究了，但(dan)是被認為(wei)并不實用(yong)。

資源材料

據估計，由于(yu)鈁的(de)(de)半衰期很(hen)短，經(jing)計算，地殼中任(ren)何(he)時刻鈁的(de)(de)含(han)量約為30g。這使它成為除砹之外(wai)的(de)(de)第二稀有的(de)(de)元素。即使是在含(han)量最高的(de)(de)礦石中，每(mei)噸也只有0.0000000000037克。

制備方法

鈁可在鈾礦及(ji)釷礦中(zhong)發(fa)現，每1×1018個鈾原(yuan)子(zi)中(zhong)才能找到一個鈁原(yuan)子(zi)。也可透(tou)過以質子(zi)轟擊釷而獲得。或者通過以下核(he)反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁(fang)與銫載體一起用高氯(lv)酸鹽(yan)、氯(lv)鉑酸鹽(yan)或鎢(wu)硅酸鹽(yan)陰離(li)子進(jin)行共沉淀，是分離(li)痕量鈁(fang)的有效方法(fa)。

同位素

現(xian)已(yi)發現(xian)質量數199～232的(de)鈁的(de)全部同(tong)位素，其中只有鈁-223、224是天然放射(she)性同(tong)位素，以鈁-223的(de)半衰期最長，約(yue)22分鐘。其余都是通過人工核反應合成(cheng)的(de)。