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研究簡史

鈁是門捷列夫曾經指出(chu)的(de)類銫，是莫(mo)斯萊所確定的(de)原(yuan)子序數為(wei)87的(de)元素(su)。它(ta)的(de)發(fa)現經歷了(le)彎曲(qu)的(de)道路。

剛開始，化學(xue)家們根據(ju)門捷列(lie)夫的推斷(duan)——類銫(se)是(shi)(shi)一個堿金屬元素，是(shi)(shi)成鹽(yan)的元素，就(jiu)嘗(chang)試(shi)從(cong)各種鹽(yan)類里去尋(xun)找(zhao)它，但(dan)是(shi)(shi)一無所獲(huo)。

1925年7月(yue)英(ying)國化學家費里恩德特地(di)選定了(le)炎熱的夏天去死海尋(xun)找(zhao)它。但是(shi)，經過辛勞的化學分析(xi)和光譜分析(xi)后，卻(que)絲毫沒有發(fa)現這(zhe)個元素。

后來又(you)有不(bu)少化(hua)學家嘗試(shi)利用光譜(pu)技(ji)術以及利用原子量作為(wei)突破口(kou)去找(zhao)這(zhe)個元素，但都沒有成功。

1930年，美國亞拉巴馬州工藝學(xue)院(yuan)物理學(xue)教授阿(a)立生宣布，在稀有(you)的(de)堿金屬礦銫鎦石(shi)和鱗云母中用(yong)磁光分析法(fa)，發(fa)現了87號元(yuan)(yuan)素。元(yuan)(yuan)素符號定為Vi。可(ke)是不久，磁光分析法(fa)本身被否定了，利用(yong)它發(fa)現的(de)元(yuan)(yuan)素也就不可(ke)能成立。

到1939年(nian)，法國女科學(xue)家佩里在研(yan)究錒(a)的(de)(de)同位素Ac-227的(de)(de)α衰變產物時(shi)。從中發現了87號(hao)元(yuan)(yuan)素，并對它進行研(yan)究。為了紀(ji)念(nian)她的(de)(de)祖國，把87號(hao)元(yuan)(yuan)素稱(cheng)為francium，元(yuan)(yuan)素符(fu)號(hao)為Fr。

理化性質

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(yi)主族—堿金屬

密(mi)度(du)：1.870g/cm3

性(xing)狀：質軟（堿金屬(shu)的(de)特性(xing)）

顏色(se)：有銀白色(se)金屬(shu)光澤(ze)

原子屬性

相對原子質量：223.0197

原子(zi)半徑：0.27納米

價(jia)電子排布：7s1

價電子在每能級排布：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

氧化態：主要有+1

晶(jing)體(ti)結(jie)構：體(ti)心立(li)方晶(jing)胞，每個晶(jing)胞含有2個金屬原子

物理屬性

物質狀態(tai)：固(gu)態(tai)、具有放(fang)射(she)性

熔點：300.2K（27℃）

沸點(dian)：950K（677℃）

化學性質

由于核不穩定，Fr-223的(de)半衰(shuai)期最長僅有21分(fen)鐘。其(qi)化學(xue)性質只能在痕量范圍(wei)內研究。是最重的(de)堿(jian)金(jin)屬元素，也(ye)同(tong)其(qi)他堿(jian)金(jin)屬一(yi)樣極不穩定。鈁(fang)的(de)化學(xue)性質活潑，所有的(de)鈁(fang)鹽(yan)都是水溶性的(de)。由于它有放(fang)射性，而(er)且化學(xue)反應極度活躍，故此無法制得純鈁(fang)。

應用領域

由(you)于它的(de)不(bu)穩(wen)定和稀有，鈁還沒有商業應用(yong)。它已經用(yong)于生物學和原子結構(gou)的(de)研(yan)究領(ling)域。鈁對癌(ai)癥可能存在的(de)診(zhen)斷幫(bang)助的(de)也(ye)已經被深入研(yan)究了，但(dan)是被認為并不(bu)實用(yong)。

鈁可(ke)在鈾礦(kuang)及釷礦(kuang)中(zhong)發(fa)現，每1×1018個鈾原子(zi)中(zhong)才能找到一個鈁原子(zi)。也可(ke)透(tou)過以(yi)質(zhi)子(zi)轟擊釷而獲得。或者(zhe)通過以(yi)下核反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

資源分布

據估計，由(you)于鈁(fang)的半衰期很短，經計算，地殼中任(ren)何時刻鈁(fang)的含(han)量約為30g。這使(shi)它成(cheng)為除(chu)砹之外(wai)的第二稀有(you)的元(yuan)素。即使(shi)是在含(han)量最高的礦石中，每(mei)噸(dun)也(ye)只有(you)0.0000000000037克。

同位素

現已發現質量數199～232的鈁的全部同位(wei)素(su)，其(qi)中只(zhi)有鈁-223、224是天(tian)然放射性同位(wei)素(su)，以鈁-223的半衰期最長，約22分鐘。其(qi)余都是通過人(ren)工核反應合(he)成(cheng)的。

世界紀錄

世界上(shang)最不穩定的(de)(de)天然元(yuan)(yuan)素(su)：鈁，1939年(nian)由法(fa)國巴(ba)黎居里(li)研究所的(de)(de)Maguerite Perey發現，是元(yuan)(yuan)素(su)周(zhou)期表中最不穩定的(de)(de)自然存在元(yuan)(yuan)素(su)，其最穩定的(de)(de)同位素(su)鈁-223的(de)(de)半衰期僅為22分鐘。（吉尼(ni)斯世界紀(ji)錄）