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研究簡史

鈁是(shi)門(men)捷列(lie)夫(fu)曾(ceng)經(jing)指出的(de)類銫，是(shi)莫斯萊(lai)所(suo)確(que)定的(de)原子(zi)序數為(wei)87的(de)元素。它的(de)發現經(jing)歷了(le)彎曲的(de)道路。

剛開(kai)始(shi)，化學(xue)家(jia)們根(gen)據門捷列夫的(de)推(tui)斷——類(lei)銫是一(yi)個(ge)堿金屬(shu)元素，是成鹽的(de)元素，就嘗試從各種鹽類(lei)里去尋找它，但是一(yi)無所獲(huo)。

1925年7月英國化學家(jia)費(fei)里恩德特地選定(ding)了炎熱的夏天去死海尋找(zhao)它。但是，經(jing)過辛勞的化學分析和光譜分析后，卻(que)絲毫(hao)沒(mei)有發現這個元素(su)。

后來又(you)有不少化學家嘗(chang)試利(li)用光譜技術(shu)以及(ji)利(li)用原子量作(zuo)為突破口(kou)去找這個元素，但都沒有成功。

1930年(nian)，美國亞拉巴(ba)馬州工藝學(xue)院物理學(xue)教授阿立(li)生宣布，在稀有的堿金屬礦(kuang)銫鎦(liu)石和(he)鱗(lin)云母中用磁光分(fen)析法，發現(xian)了(le)87號元素。元素符(fu)號定(ding)為Vi。可是不久(jiu)，磁光分(fen)析法本身被否定(ding)了(le)，利用它發現(xian)的元素也就不可能成立(li)。

到1939年(nian)，法(fa)國女科(ke)學(xue)家(jia)佩里(li)在研究錒的同位素(su)Ac-227的α衰變(bian)產物時。從中發現(xian)了87號元(yuan)(yuan)素(su)，并對它進行研究。為了紀念她的祖國，把87號元(yuan)(yuan)素(su)稱為francium，元(yuan)(yuan)素(su)符號為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(zu)-系列：第一主(zhu)族(zu)—堿金屬

密度(du)：1.870g/cm3

性狀：質軟（堿金屬的特(te)性）

顏色：有銀白色金屬光澤(ze)

原子屬性

相對原子質量：223.0197

原(yuan)子半徑：0.27納米

價電子排布：7s1

價電子在(zai)每能級排布(bu)：2，8，18，32，18，8，1

電子數：2-8-18-32-18-8

電子(zi)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(li)方(fang)晶(jing)胞，每個晶(jing)胞含有(you)2個金屬原子(zi)

物理屬性

物質(zhi)狀態：固態、具(ju)有放射性

熔點：300.2K（27℃）

沸點：950K（677℃）

化學性質

由(you)于核不(bu)穩定(ding)，Fr-223的(de)(de)(de)半衰期(qi)最長僅(jin)有21分鐘。其化學性(xing)質只能在痕量(liang)范圍內(nei)研究。是最重的(de)(de)(de)堿金屬元(yuan)素，也同其他(ta)堿金屬一樣極(ji)不(bu)穩定(ding)。鈁的(de)(de)(de)化學性(xing)質活潑，所有的(de)(de)(de)鈁鹽都是水溶(rong)性(xing)的(de)(de)(de)。由(you)于它有放(fang)射性(xing)，而且(qie)化學反應極(ji)度活躍，故此(ci)無法(fa)制得純鈁。

應用領域

由于它(ta)的(de)(de)(de)不穩定和(he)(he)稀有，鈁還(huan)沒有商業應用。它(ta)已經用于生物(wu)學和(he)(he)原子(zi)結構的(de)(de)(de)研究領域。鈁對癌癥可能存在的(de)(de)(de)診斷幫助的(de)(de)(de)也已經被(bei)深入研究了(le)，但是被(bei)認為并不實用。

鈁可在鈾礦(kuang)及(ji)釷礦(kuang)中(zhong)發現，每1×1018個(ge)鈾原子(zi)中(zhong)才能找到一(yi)個(ge)鈁原子(zi)。也可透過以質子(zi)轟擊釷而獲得。或(huo)者(zhe)通過以下(xia)核反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

資源分布

據估(gu)計(ji)，由于鈁的半衰期很(hen)短，經計(ji)算，地殼中(zhong)任何時刻(ke)鈁的含量約為30g。這使它成(cheng)為除砹(ai)之外的第二稀有的元(yuan)素。即(ji)使是在含量最高的礦石(shi)中(zhong)，每噸也(ye)只有0.0000000000037克。

同位素

現(xian)已發(fa)現(xian)質量數199～232的鈁的全部同位(wei)素(su)，其(qi)(qi)中只(zhi)有(you)鈁-223、224是(shi)天然放射性同位(wei)素(su)，以(yi)鈁-223的半衰期(qi)最長，約22分鐘。其(qi)(qi)余(yu)都是(shi)通過人工核反(fan)應合(he)成的。

世界紀錄

世界上最不穩定的(de)天然元(yuan)(yuan)素(su)：鈁(fang)，1939年(nian)由法國巴黎居里研究所的(de)Maguerite Perey發現，是元(yuan)(yuan)素(su)周期表(biao)中(zhong)最不穩定的(de)自(zi)然存在元(yuan)(yuan)素(su)，其最穩定的(de)同位(wei)素(su)鈁(fang)-223的(de)半(ban)衰期僅為22分(fen)鐘。（吉(ji)尼斯(si)世界紀錄）