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簡介

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(zu)-系(xi)列：第一主(zhu)族(zu)—堿金屬(shu)

密度：1.870克/立方(fang)厘米

性(xing)(xing)狀：質軟（堿金屬(shu)的特性(xing)(xing)）

顏色：銀白色

原子屬性

相對原子質量：223.0197

原子半徑：0.27納米(mi)

價電(dian)子(zi)排布：7s1

價電子在每能級(ji)排布：2，8，18，32，18，8，1

電子數：2-8-18-32-18-8

電(dian)子層：K-L-M-N-O-P

氧(yang)化態：主要有 +1

晶(jing)體(ti)結構：體(ti)心立方(fang)晶(jing)胞，每(mei)個晶(jing)胞含(han)有2個金屬(shu)原子

物理屬性

物(wu)質狀態(tai)：固態(tai)、具有放射性

熔點：300.2 K（27℃）

沸點(dian)：950 K（677℃）

化學性質

由(you)于(yu)核不(bu)穩定，Fr-223的半衰期最長(chang)僅有(you)21分鐘。其(qi)化學性(xing)(xing)(xing)質只能在痕量(liang)范圍內研究。是最重(zhong)的堿金(jin)屬(shu)元素(su)，也同其(qi)他堿金(jin)屬(shu)一樣極(ji)不(bu)穩定。鈁(fang)的化學性(xing)(xing)(xing)質活(huo)潑(po)，所有(you)的鈁(fang)鹽(yan)都是水溶(rong)性(xing)(xing)(xing)的。由(you)于(yu)它有(you)放射性(xing)(xing)(xing)，而且(qie)化學反(fan)應極(ji)度活(huo)躍，故此無法制得純鈁(fang)。 

相關資料

發現過程

鈁是(shi)門捷列夫曾經指出的(de)類銫，是(shi)莫斯萊所(suo)確定(ding)的(de)原(yuan)子序數為87的(de)元素。它的(de)發(fa)現經歷了(le)彎曲的(de)道路(lu)。

剛開始，化學(xue)家們根據門(men)捷列(lie)夫的推斷——類銫是一個堿金屬(shu)元素，是成(cheng)鹽的元素，就嘗試從各種(zhong)鹽類里去尋找它，但是一無所獲。

1925年7月(yue)英國化(hua)學家費(fei)里恩(en)德特地選定(ding)了(le)炎熱的夏天去(qu)死(si)海(hai)，尋找(zhao)它。但(dan)是，經過辛勞的化(hua)學分(fen)析(xi)和(he)光譜(pu)分(fen)析(xi)后，卻絲(si)毫沒有發現這個元素。

后來(lai)又有(you)(you)不(bu)少化(hua)學家嘗試利(li)用光(guang)譜技(ji)術以(yi)及利(li)用原子量作為突破口去(qu)找(zhao)這個元(yuan)素，但都沒有(you)(you)成功。

1930年，美(mei)國(guo)亞拉巴馬州工藝學院物理學教授(shou)阿立生宣布，在稀有的堿金屬礦銫鎦(liu)石和(he)鱗云母中(zhong)用磁光分析(xi)法，發現了87號(hao)(hao)元素(su)。元素(su)符號(hao)(hao)定(ding)為Vi。可是不久(jiu)，磁光分析(xi)法本身(shen)被否定(ding)了，利用它發現的元素(su)也就不可能成立。

到1939年，法國(guo)女科學家(jia)佩里(li)在研究(jiu)錒(a)的同位素(su)Ac-227的α衰變(bian)產物時。從中發現(xian)了87號(hao)元素(su)，并對它進行研究(jiu)。為了紀(ji)念她的祖國(guo)，把87號(hao)元素(su)稱為francium，元素(su)符號(hao)為Fr。

具體應用

由(you)于它(ta)的不(bu)穩(wen)定和稀有(you)，鈁還沒(mei)有(you)商業(ye)應用(yong)。它(ta)已(yi)經用(yong)于生物學和原子結構的研究領域。鈁對癌(ai)癥可能存在的診斷幫助的也已(yi)經被深入研究了，但是被認為并不(bu)實用(yong)。

資源材料

據(ju)估計，由于鈁(fang)的(de)(de)半衰(shuai)期(qi)很短，經計算，地(di)殼中任何時(shi)刻(ke)鈁(fang)的(de)(de)含量(liang)約為30g。這使它(ta)成為除砹之外(wai)的(de)(de)第二稀(xi)有的(de)(de)元素。即(ji)使是在含量(liang)最高的(de)(de)礦石(shi)中，每噸(dun)也只有0.0000000000037克(ke)。

制備方法

鈁可在鈾(you)(you)礦(kuang)及釷礦(kuang)中發(fa)現，每1×1018個鈾(you)(you)原(yuan)子(zi)中才能找到一(yi)個鈁原(yuan)子(zi)。也可透過(guo)以質子(zi)轟擊(ji)釷而獲得(de)。或(huo)者通過(guo)以下核(he)反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁與(yu)銫載體一起用高氯酸(suan)鹽、氯鉑酸(suan)鹽或(huo)鎢硅酸(suan)鹽陰離子進行共沉淀，是分離痕量鈁的有效方法。

同位素

現(xian)已發現(xian)質量數(shu)199～232的(de)鈁(fang)的(de)全(quan)部(bu)同(tong)位素(su)(su)，其中只有鈁(fang)-223、224是(shi)天然放射性(xing)同(tong)位素(su)(su)，以鈁(fang)-223的(de)半衰期最長，約(yue)22分鐘。其余都是(shi)通(tong)過人工核反應(ying)合成的(de)。