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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(jian)金屬(shu)

密(mi)度(du)：1.870克/立方厘米

性狀：質軟（堿金屬的(de)特性）

顏色：銀白色

原子屬性

相對(dui)原子質量：223.0197

原子半徑：0.27納米(mi)

價電(dian)子(zi)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

電子層：K-L-M-N-O-P

氧(yang)化態：主(zhu)要(yao)有(you) +1

晶(jing)(jing)體結構：體心立(li)方晶(jing)(jing)胞，每個晶(jing)(jing)胞含有2個金屬原子

物理屬性

物質狀態(tai)：固態(tai)、具有放(fang)射(she)性(xing)

熔點(dian)：300.2 K（27℃）

沸點：950 K（677℃）

化學性質

由于核不穩定，Fr-223的(de)半(ban)衰期最長僅有(you)21分鐘(zhong)。其(qi)化(hua)學(xue)性質只(zhi)能(neng)在痕量(liang)范圍內研究。是(shi)(shi)最重的(de)堿金屬(shu)元素(su)，也同其(qi)他(ta)堿金屬(shu)一樣極不穩定。鈁(fang)的(de)化(hua)學(xue)性質活潑，所有(you)的(de)鈁(fang)鹽都是(shi)(shi)水溶性的(de)。由于它有(you)放射(she)性，而(er)且(qie)化(hua)學(xue)反應極度活躍，故此無法制(zhi)得純(chun)鈁(fang)。 

相關資料

發現過程

鈁是(shi)門捷(jie)列夫曾經(jing)(jing)指(zhi)出的(de)(de)類銫(se)，是(shi)莫(mo)斯萊所確定的(de)(de)原子序數為87的(de)(de)元素(su)。它的(de)(de)發現經(jing)(jing)歷(li)了彎曲的(de)(de)道路。

剛開始，化(hua)學家們根據門捷列夫的(de)推斷——類銫是(shi)一(yi)個堿(jian)金屬元素，是(shi)成鹽(yan)的(de)元素，就嘗試從各(ge)種鹽(yan)類里(li)去尋找它(ta)，但是(shi)一(yi)無所(suo)獲(huo)。

1925年7月英國化(hua)學家費里恩德特地選定(ding)了炎熱的夏天去死海，尋找它。但是，經過(guo)辛勞(lao)的化(hua)學分(fen)(fen)析和光(guang)譜分(fen)(fen)析后(hou)，卻絲毫沒有發(fa)現(xian)這個(ge)元素。

后來又有(you)不少化學(xue)家嘗試利用光(guang)譜技術以及利用原子量作為突破口去找這個元素(su)，但都沒有(you)成(cheng)功。

1930年(nian)，美國亞(ya)拉(la)巴馬州工藝學院物理學教(jiao)授阿(a)立(li)(li)生宣布，在稀有的堿金(jin)屬(shu)礦(kuang)銫鎦石和鱗云母(mu)中用(yong)磁光(guang)分析(xi)法，發現(xian)了(le)87號元(yuan)素。元(yuan)素符(fu)號定(ding)為Vi。可是不久，磁光(guang)分析(xi)法本身被(bei)否定(ding)了(le)，利用(yong)它發現(xian)的元(yuan)素也就不可能成(cheng)立(li)(li)。

到1939年，法國(guo)女(nv)科學家佩(pei)里在研(yan)究錒的同位素Ac-227的α衰變產物時。從中發現了87號(hao)(hao)(hao)元素，并對(dui)它進行研(yan)究。為了紀念她的祖國(guo)，把(ba)87號(hao)(hao)(hao)元素稱為francium，元素符號(hao)(hao)(hao)為Fr。

具體應用

由(you)于它(ta)的(de)不(bu)穩(wen)定和稀(xi)有(you)，鈁(fang)還沒有(you)商(shang)業應用(yong)。它(ta)已經用(yong)于生物學和原(yuan)子結(jie)構的(de)研究領域。鈁(fang)對癌癥可能存(cun)在的(de)診斷幫(bang)助的(de)也已經被深入研究了(le)，但是被認為(wei)并不(bu)實用(yong)。

資源材料

據估計，由于鈁(fang)的(de)半衰期很短，經(jing)計算，地殼中(zhong)任何時刻鈁(fang)的(de)含量約為30g。這使(shi)它成為除砹(ai)之外的(de)第二稀有的(de)元素(su)。即使(shi)是在(zai)含量最(zui)高(gao)的(de)礦石中(zhong)，每(mei)噸也只有0.0000000000037克。

制備方法

鈁(fang)可在鈾礦(kuang)(kuang)及釷(tu)礦(kuang)(kuang)中發現，每1×1018個鈾原子中才能找(zhao)到一個鈁(fang)原子。也可透過(guo)以(yi)質子轟擊釷(tu)而獲得。或者通過(guo)以(yi)下核反(fan)應(ying)：197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁與銫載體(ti)一起用高(gao)氯(lv)(lv)酸(suan)鹽(yan)、氯(lv)(lv)鉑酸(suan)鹽(yan)或鎢硅(gui)酸(suan)鹽(yan)陰離子(zi)進行共沉(chen)淀，是分離痕量(liang)鈁的有效方法。

同位素

現已發現質量數199～232的(de)鈁的(de)全部同位素，其中(zhong)只有鈁-223、224是(shi)天(tian)然放(fang)射性(xing)同位素，以鈁-223的(de)半衰期最長，約(yue)22分鐘。其余都是(shi)通(tong)過(guo)人(ren)工核反應合(he)成的(de)。