鈁是門捷(jie)列夫曾經(jing)指(zhi)出的(de)(de)類銫(se),是莫斯萊所確定的(de)(de)原子序數為87的(de)(de)元素。它(ta)的(de)(de)發現(xian)經(jing)歷了彎曲的(de)(de)道(dao)路。
剛開始,化學家們根(gen)據門(men)捷列夫的(de)推斷(duan)——類(lei)銫是(shi)(shi)一(yi)個堿金(jin)屬元素,是(shi)(shi)成(cheng)鹽的(de)元素,就嘗(chang)試從各種鹽類(lei)里去尋(xun)找它,但是(shi)(shi)一(yi)無所(suo)獲。
1925年7月英(ying)國化學家(jia)費里恩德特地(di)選定了炎熱的(de)夏(xia)天去死海尋(xun)找它(ta)。但是(shi),經(jing)過辛勞的(de)化學分(fen)析和光(guang)譜分(fen)析后,卻絲毫(hao)沒有發(fa)現這個元(yuan)素(su)。
后來又有不少化學家嘗試利用光譜技(ji)術以(yi)及利用原子量作為突破(po)口去找(zhao)這個元素,但(dan)都(dou)沒有成功。
1930年,美國亞拉巴(ba)馬州工(gong)藝學院(yuan)物理學教授阿立生宣(xuan)布,在(zai)稀有的(de)堿(jian)金屬礦(kuang)銫鎦石(shi)和鱗云母中(zhong)用(yong)磁(ci)光(guang)分(fen)析法(fa),發現了87號元(yuan)素。元(yuan)素符(fu)號定為Vi。可(ke)是不久(jiu),磁(ci)光(guang)分(fen)析法(fa)本(ben)身(shen)被否定了,利用(yong)它發現的(de)元(yuan)素也就不可(ke)能成立。
到1939年,法國(guo)女(nv)科學家(jia)佩(pei)里在(zai)研(yan)究錒的同位素(su)Ac-227的α衰變產物(wu)時。從中(zhong)發現了(le)87號(hao)(hao)元素(su),并(bing)對它進行(xing)研(yan)究。為(wei)(wei)(wei)了(le)紀念她的祖國(guo),把87號(hao)(hao)元素(su)稱為(wei)(wei)(wei)francium,元素(su)符(fu)號(hao)(hao)為(wei)(wei)(wei)Fr。
基本信息
中文名稱:鈁
英文(wen)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:1.870g/cm3
性(xing)狀:質軟(堿金(jin)屬(shu)的(de)特性(xing))
顏色(se):有銀白色(se)金屬光(guang)澤
原子屬性
相(xiang)對(dui)原子(zi)質量:223.0197
原子半徑:0.27納米
價(jia)電子排(pai)布:7s1
價(jia)電子在(zai)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(yao)有+1
晶體結構:體心立方(fang)晶胞,每個(ge)晶胞含有2個(ge)金(jin)屬原子
物理屬性
物質狀態:固態、具有放射性(xing)
熔(rong)點:300.2K(27℃)
沸點:950K(677℃)
化學性質
由(you)于(yu)核(he)不穩定,Fr-223的半(ban)衰期最長僅有(you)(you)21分(fen)鐘(zhong)。其化(hua)學性(xing)質只能(neng)在痕量范圍(wei)內(nei)研究(jiu)。是最重(zhong)的堿(jian)金屬(shu)(shu)元(yuan)素,也同其他堿(jian)金屬(shu)(shu)一樣極不穩定。鈁(fang)的化(hua)學性(xing)質活潑,所有(you)(you)的鈁(fang)鹽都(dou)是水溶性(xing)的。由(you)于(yu)它有(you)(you)放射性(xing),而且化(hua)學反應(ying)極度活躍,故此(ci)無法制得純鈁(fang)。
由于(yu)它的不穩(wen)定和稀有(you),鈁(fang)還沒有(you)商(shang)業應用(yong)。它已(yi)經用(yong)于(yu)生物學和原子(zi)結(jie)構的研(yan)(yan)究領域。鈁(fang)對癌癥可能存在的診斷幫助(zhu)的也(ye)已(yi)經被深入(ru)研(yan)(yan)究了(le),但是被認(ren)為并不實用(yong)。
鈁可在鈾礦(kuang)及釷礦(kuang)中(zhong)發現,每1×1018個鈾原子(zi)中(zhong)才(cai)能(neng)找到一個鈁原子(zi)。也可透(tou)過(guo)以質子(zi)轟擊釷而獲(huo)得。或者通過(guo)以下核反應:197Au + 18O → 210Fr + 5n
資源分布
據估計(ji),由于鈁(fang)的(de)半衰期很短,經計(ji)算,地殼中(zhong)(zhong)任何(he)時刻(ke)鈁(fang)的(de)含(han)量約為(wei)30g。這使它(ta)成為(wei)除砹之外的(de)第二稀有的(de)元素。即使是在含(han)量最(zui)高(gao)的(de)礦石中(zhong)(zhong),每噸也只有0.0000000000037克。
現已發(fa)現質(zhi)量數199~232的(de)鈁(fang)(fang)的(de)全部同位素,其中(zhong)只有鈁(fang)(fang)-223、224是(shi)天(tian)然放射性同位素,以鈁(fang)(fang)-223的(de)半(ban)衰期最長,約22分鐘。其余都是(shi)通過人工核(he)反應合(he)成的(de)。
世界上最(zui)不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)的天(tian)然元素(su):鈁,1939年由法國巴黎居里研究所(suo)的Maguerite Perey發現,是(shi)元素(su)周期表中(zhong)最(zui)不(bu)穩(wen)定(ding)(ding)的自然存在元素(su),其最(zui)穩(wen)定(ding)(ding)的同位素(su)鈁-223的半衰期僅(jin)為22分鐘(zhong)。(吉尼斯(si)世界紀錄)