鈁是門捷列夫曾經指出(chu)的(de)(de)(de)類銫,是莫(mo)斯萊所(suo)確(que)定的(de)(de)(de)原子序數為(wei)87的(de)(de)(de)元素。它(ta)的(de)(de)(de)發現經歷了彎曲的(de)(de)(de)道路。
剛開始,化學家們根據門捷(jie)列夫的(de)推斷——類(lei)銫是一(yi)個堿(jian)金(jin)屬元(yuan)(yuan)素,是成鹽的(de)元(yuan)(yuan)素,就嘗(chang)試從各種鹽類(lei)里去尋(xun)找它(ta),但是一(yi)無所獲。
1925年7月英國化學(xue)家費里(li)恩德(de)特(te)地選定(ding)了炎熱(re)的夏天(tian)去(qu)死海尋找(zhao)它。但是,經過辛勞的化學(xue)分析(xi)和光譜分析(xi)后(hou),卻絲毫沒有發現這個元素。
后來又(you)有不少化學家嘗(chang)試(shi)利用光譜技(ji)術(shu)以及利用原子量作為突破口去(qu)找(zhao)這個(ge)元素,但都沒有成(cheng)功。
1930年,美國(guo)亞拉巴馬州工(gong)藝(yi)學(xue)(xue)院物理學(xue)(xue)教授阿立生宣布,在稀有的堿(jian)金(jin)屬礦銫鎦石和鱗云母中用磁光分析法,發現(xian)了87號(hao)元(yuan)素。元(yuan)素符號(hao)定為Vi。可是(shi)不久(jiu),磁光分析法本身被否定了,利(li)用它發現(xian)的元(yuan)素也就不可能成立。
到1939年,法國女科學家佩里在研(yan)究錒的同位素(su)(su)(su)Ac-227的α衰(shuai)變產(chan)物時。從中(zhong)發(fa)現了87號元(yuan)素(su)(su)(su),并(bing)對它進行(xing)研(yan)究。為(wei)(wei)了紀(ji)念她的祖國,把87號元(yuan)素(su)(su)(su)稱為(wei)(wei)francium,元(yuan)素(su)(su)(su)符號為(wei)(wei)Fr。
基本信息
中文名稱:鈁
英文名稱:francium
元素符號:Fr
原子序數:87
族-系(xi)列:第一主(zhu)族—堿金屬
密度:1.870g/cm3
性(xing)(xing)狀:質軟(堿金(jin)屬的特(te)性(xing)(xing))
顏色(se):有(you)銀白色(se)金屬光澤
原子屬性
相對原子質量:223.0197
原子(zi)半徑:0.27納(na)米
價電子(zi)排布:7s1
價電子在每能級排布: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
氧化態:主要有+1
晶體(ti)結構:體(ti)心立(li)方晶胞(bao),每個晶胞(bao)含有2個金屬(shu)原子(zi)
物理屬性
物質狀態:固(gu)態、具有(you)放射性
熔(rong)點:300.2K(27℃)
沸點:950K(677℃)
化學性質
由(you)于核不(bu)穩(wen)定,Fr-223的半衰期最長僅有(you)21分鐘。其化學(xue)性質只能在(zai)痕量范(fan)圍內研究。是(shi)最重的堿(jian)金屬元素,也同其他(ta)堿(jian)金屬一樣極(ji)不(bu)穩(wen)定。鈁的化學(xue)性質活潑(po),所有(you)的鈁鹽都(dou)是(shi)水(shui)溶性的。由(you)于它有(you)放射(she)性,而(er)且化學(xue)反應極(ji)度活躍,故此無法制(zhi)得純鈁。
由于它(ta)的(de)不穩(wen)定(ding)和稀(xi)有,鈁還(huan)沒有商業應用。它(ta)已經用于生物學和原子結(jie)構(gou)的(de)研究領域。鈁對癌(ai)癥可能存(cun)在(zai)的(de)診斷幫助的(de)也已經被深入研究了,但是被認為(wei)并不實(shi)用。
鈁(fang)可在鈾礦(kuang)(kuang)及釷礦(kuang)(kuang)中發現,每1×1018個鈾原子(zi)中才能找到一個鈁(fang)原子(zi)。也可透過以質子(zi)轟(hong)擊釷而獲得。或者通過以下核反應:197Au + 18O → 210Fr + 5n
資源分布
據(ju)估計,由于鈁的(de)(de)半衰期很(hen)短,經(jing)計算,地殼中(zhong)任何時刻(ke)鈁的(de)(de)含量(liang)約為30g。這使它成(cheng)為除(chu)砹之外的(de)(de)第二稀有的(de)(de)元素。即(ji)使是在含量(liang)最高的(de)(de)礦石中(zhong),每(mei)噸也只(zhi)有0.0000000000037克(ke)。
現已(yi)發現質量數199~232的鈁(fang)的全部同(tong)位素,其中只有鈁(fang)-223、224是天然放射性同(tong)位素,以(yi)鈁(fang)-223的半衰期最長(chang),約22分鐘。其余都是通過人工核反應合(he)成(cheng)的。
世(shi)界(jie)上最(zui)不(bu)穩定的天然元(yuan)(yuan)素(su):鈁,1939年由法國巴黎居里研究所的Maguerite Perey發現,是元(yuan)(yuan)素(su)周期表中最(zui)不(bu)穩定的自(zi)然存在(zai)元(yuan)(yuan)素(su),其最(zui)穩定的同位素(su)鈁-223的半(ban)衰期僅(jin)為22分鐘。(吉尼斯世(shi)界(jie)紀錄)