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研究簡史

鈁是門捷(jie)列(lie)夫曾經指出(chu)的類銫，是莫斯萊所確定的原子序數(shu)為87的元素。它的發現經歷了(le)彎曲(qu)的道路。

剛(gang)開(kai)始，化(hua)學家們(men)根據門(men)捷列(lie)夫的推斷——類(lei)銫(se)是(shi)一個堿金屬元素(su)，是(shi)成鹽(yan)的元素(su)，就嘗試從各種鹽(yan)類(lei)里去尋找(zhao)它，但是(shi)一無所(suo)獲。

1925年(nian)7月英(ying)國化學家費里恩(en)德(de)特地選定了(le)炎熱(re)的夏天去死海尋(xun)找它。但是(shi)，經過辛勞的化學分析和(he)光譜分析后，卻絲毫沒有發現這個元素。

后(hou)來又有不(bu)少(shao)化(hua)學家嘗試利用光譜技術(shu)以(yi)及利用原子量作為突破口去找這個元素，但都(dou)沒有成功。

1930年，美國亞(ya)拉巴馬(ma)州工(gong)藝(yi)學(xue)院(yuan)物理學(xue)教授(shou)阿立生宣布，在稀有的堿(jian)金(jin)屬礦(kuang)銫鎦石和鱗云母中用(yong)磁光(guang)分析法，發現了(le)87號元(yuan)素。元(yuan)素符號定(ding)為(wei)Vi。可(ke)是(shi)不久，磁光(guang)分析法本身(shen)被否定(ding)了(le)，利用(yong)它發現的元(yuan)素也就不可(ke)能成(cheng)立。

到1939年，法國女科學家佩(pei)里在(zai)研究錒的同位素Ac-227的α衰變產物時。從中發現(xian)了87號元素，并對它進行研究。為(wei)了紀念她的祖國，把87號元素稱為(wei)francium，元素符號為(wei)Fr。

理化性質

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：第一主族—堿金屬

密度：1.870g/cm3

性狀：質(zhi)軟(ruan)（堿金屬的特性）

顏色：有銀白色金屬光(guang)澤

原子屬性

相對原(yuan)子質量：223.0197

原子半(ban)徑：0.27納米

價電子排(pai)布：7s1

價電子在每能級(ji)排布(bu)：2，8，18，32，18，8，1

電子(zi)數(shu)：2-8-18-32-18-8

電(dian)子(zi)層：K-L-M-N-O-P

氧化態：主要有+1

晶(jing)體結構：體心立方(fang)晶(jing)胞，每個晶(jing)胞含(han)有(you)2個金屬原子(zi)

物理屬性

物質(zhi)狀態：固(gu)態、具有放射性(xing)

熔點：300.2K（27℃）

沸點：950K（677℃）

化學性質

由于(yu)核不(bu)穩定，Fr-223的(de)半衰(shuai)期最長(chang)僅有21分鐘。其化學性(xing)質只能在痕量(liang)范圍(wei)內(nei)研究。是最重的(de)堿(jian)金(jin)屬元(yuan)素，也同其他堿(jian)金(jin)屬一樣極不(bu)穩定。鈁(fang)的(de)化學性(xing)質活潑，所有的(de)鈁(fang)鹽都是水(shui)溶性(xing)的(de)。由于(yu)它有放射(she)性(xing)，而且化學反應(ying)極度活躍，故(gu)此無法制得純(chun)鈁(fang)。

應用領域

由于它的(de)不(bu)穩定和稀有，鈁還沒有商業應用。它已經用于生物(wu)學和原子結構的(de)研究領域。鈁對癌(ai)癥可能(neng)存在(zai)的(de)診斷幫(bang)助的(de)也已經被(bei)深入研究了，但是被(bei)認為并不(bu)實用。

鈁可在鈾礦及釷礦中發現，每1×1018個(ge)鈾原子(zi)中才能(neng)找到(dao)一個(ge)鈁原子(zi)。也可透過(guo)以(yi)質子(zi)轟擊(ji)釷而獲得(de)。或者通過(guo)以(yi)下核反應(ying)：197Au + 18O → 210Fr + 5n

資源分布

據估計(ji)，由于鈁(fang)的(de)(de)半衰期很短，經(jing)計(ji)算(suan)，地殼中任何時刻鈁(fang)的(de)(de)含量(liang)約為30g。這使(shi)它成為除砹之(zhi)外的(de)(de)第二稀有的(de)(de)元素。即使(shi)是在含量(liang)最高的(de)(de)礦石中，每噸(dun)也(ye)只有0.0000000000037克。

同位素

現已發現質量數(shu)199～232的(de)(de)鈁的(de)(de)全部同(tong)位(wei)素，其(qi)中只有鈁-223、224是(shi)天然(ran)放射性同(tong)位(wei)素，以鈁-223的(de)(de)半衰期(qi)最長，約22分鐘。其(qi)余都是(shi)通過人工核反應合成的(de)(de)。

世界紀錄

世(shi)界上最(zui)不(bu)穩定(ding)的天然元(yuan)(yuan)素(su)：鈁(fang)，1939年由法國巴(ba)黎居里研(yan)究所(suo)的Maguerite Perey發現，是(shi)元(yuan)(yuan)素(su)周期表中最(zui)不(bu)穩定(ding)的自然存(cun)在元(yuan)(yuan)素(su)，其最(zui)穩定(ding)的同位(wei)素(su)鈁(fang)-223的半衰期僅為22分鐘(zhong)。（吉尼斯(si)世(shi)界紀錄）