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研究簡史

鈁是(shi)(shi)門捷列夫曾經指出的(de)(de)類銫，是(shi)(shi)莫(mo)斯(si)萊所確定的(de)(de)原(yuan)子(zi)序(xu)數(shu)為87的(de)(de)元素。它的(de)(de)發現經歷了彎曲的(de)(de)道(dao)路(lu)。

剛(gang)開始，化學家們(men)根據門捷列夫的(de)推斷——類銫是(shi)一個堿金屬元素，是(shi)成鹽的(de)元素，就嘗試從各種鹽類里去尋找它，但(dan)是(shi)一無所獲(huo)。

1925年7月(yue)英國化學家費里恩德特(te)地選(xuan)定了炎熱的(de)夏天(tian)去死海尋找它。但是，經過辛勞的(de)化學分(fen)析和光譜分(fen)析后，卻(que)絲毫沒有發現(xian)這個元素。

后來又(you)有(you)不少化學家(jia)嘗(chang)試利用光譜技術以及利用原子量(liang)作為突破口(kou)去找這個(ge)元(yuan)素，但(dan)都沒有(you)成功。

1930年，美國亞拉巴馬州(zhou)工藝學院物理(li)學教授阿立生(sheng)宣布，在稀有的(de)堿金屬礦銫(se)鎦石和鱗云(yun)母中用(yong)磁光(guang)分析(xi)法(fa)，發現了87號(hao)元素(su)。元素(su)符號(hao)定為Vi。可(ke)(ke)是不久，磁光(guang)分析(xi)法(fa)本身被否定了，利用(yong)它發現的(de)元素(su)也就不可(ke)(ke)能(neng)成立。

到1939年，法(fa)國(guo)女科(ke)學家佩里在研究錒的同位素(su)Ac-227的α衰變產物(wu)時(shi)。從中發(fa)現了(le)87號元(yuan)素(su)，并對(dui)它進行(xing)研究。為(wei)了(le)紀念她的祖國(guo)，把87號元(yuan)素(su)稱為(wei)francium，元(yuan)素(su)符號為(wei)Fr。

理化性質

基本信息

中文名稱：鈁

英文名(ming)稱：francium

元素符號：Fr

原子序數：87

族-系列：第一主族—堿(jian)金屬

密度(du)：1.870g/cm3

性(xing)狀：質軟（堿(jian)金屬(shu)的特性(xing)）

顏(yan)色：有銀白色金屬(shu)光澤

原子屬性

相對原子質量(liang)：223.0197

原子半徑：0.27納米

價電子排(pai)布：7s1

價(jia)電子在(zai)每能級排布(bu)：2，8，18，32，18，8，1

電子數(shu)：2-8-18-32-18-8

電子層(ceng)：K-L-M-N-O-P

氧化態：主要有+1

晶(jing)(jing)(jing)體(ti)結構(gou)：體(ti)心立方晶(jing)(jing)(jing)胞(bao)，每個晶(jing)(jing)(jing)胞(bao)含有2個金(jin)屬原子

物理屬性

物質狀(zhuang)態(tai)：固(gu)態(tai)、具有放射性

熔點：300.2K（27℃）

沸點：950K（677℃）

化學性質

由于核不(bu)穩定(ding)，Fr-223的(de)(de)半衰(shuai)期最長僅有21分鐘。其(qi)化學性質(zhi)只(zhi)能在痕(hen)量范(fan)圍內研究。是(shi)最重的(de)(de)堿金屬元素，也同其(qi)他堿金屬一樣極(ji)不(bu)穩定(ding)。鈁(fang)(fang)的(de)(de)化學性質(zhi)活潑，所有的(de)(de)鈁(fang)(fang)鹽都是(shi)水溶性的(de)(de)。由于它有放(fang)射(she)性，而且化學反應極(ji)度活躍，故此無法制得純鈁(fang)(fang)。

應用領域

由于它(ta)的不穩定和稀有，鈁還沒有商業應用。它(ta)已(yi)經(jing)用于生物學和原子結(jie)構的研究(jiu)領域。鈁對癌癥可(ke)能存在(zai)的診斷(duan)幫助(zhu)的也已(yi)經(jing)被深入研究(jiu)了，但是(shi)被認為并(bing)不實用。

鈁可在鈾礦及釷礦中(zhong)(zhong)發(fa)現，每1×1018個鈾原子(zi)中(zhong)(zhong)才能找(zhao)到一(yi)個鈁原子(zi)。也可透過(guo)(guo)以質子(zi)轟擊釷而獲(huo)得(de)。或者通(tong)過(guo)(guo)以下核反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

資源分布

據估計(ji)，由于鈁的(de)(de)半衰期很短(duan)，經計(ji)算(suan)，地(di)殼(ke)中任(ren)何(he)時刻鈁的(de)(de)含量(liang)約為30g。這(zhe)使它成為除砹之外的(de)(de)第二稀有(you)的(de)(de)元素。即(ji)使是(shi)在含量(liang)最高的(de)(de)礦(kuang)石(shi)中，每(mei)噸也(ye)只有(you)0.0000000000037克。

同位素

現(xian)已發現(xian)質量(liang)數199～232的(de)(de)鈁(fang)的(de)(de)全部同位素，其中只有鈁(fang)-223、224是(shi)天(tian)然放(fang)射性同位素，以鈁(fang)-223的(de)(de)半(ban)衰期(qi)最長，約22分鐘(zhong)。其余都是(shi)通(tong)過人工核反應合成(cheng)的(de)(de)。

世界紀錄

世界上最不(bu)穩定(ding)的(de)(de)天然(ran)元素(su)：鈁(fang)，1939年由法國巴(ba)黎居(ju)里研究所的(de)(de)Maguerite Perey發現，是元素(su)周期表(biao)中最不(bu)穩定(ding)的(de)(de)自然(ran)存在(zai)元素(su)，其最穩定(ding)的(de)(de)同(tong)位素(su)鈁(fang)-223的(de)(de)半衰期僅(jin)為22分鐘。（吉尼(ni)斯世界紀錄）