Строение атома франция – Строение атома франция (Fr), схема и примеры

Содержание

Строение атома франция (Fr), схема и примеры

Общие сведения о строении атома франция

Относится к элементам s-семейства. Металл. Обозначение – Fr. Порядковый номер – 87. Относительная атомная масса – 223,02 а.е.м.

Электронное строение атома франция

Атом франция состоит из положительно заряженного ядра (+87), внутри которого есть 87 протонов и 136 нейтронов, а вокруг, по семи орбитам движутся 87 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома франция.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

+87Fr)2)8)18)32)32)8)1;

1s22s22p63s23p63d104s24p64f145s25p65d106s26p67s1.

На внешнем электронном уровне атома франция находится 1 электрон, который является валентным (расположен на 7s- подуровне). Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Наличие одного неспаренного электрона в атоме франция свидетельствует о его способности проявлять степень окисления +1.

Валентный электрон атома франция можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), ml (магнитное) и s (спиновое):

Подуровень

n

l

ml

s

s

7

0

0

+1/2

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Франций химический. Строение атома франция. Получение и использование

Вещество искали рядом с ним.

Изучали, в основном, минералы. Ученым несколько раз казалось, что они обнаружили металл.

Сначала, радовались химики американского штата Вирджиния, в честь которого и хотели назвать элемент.

Инициативу перехватили ученые Молдовы, тоже решившие, что нашли франций. «Находили» его и в России, именуя руссием.

Но, как видно из итогового названия, открытие металла принадлежит французам, точнее, одной из них – Маргарите Перей.

Она работала в парижском институте Кюри, где и извлекла франций из препарата актиния.

Свойства франция

Актиний – еще один элемент таблицы Менделеева, токсичный, близкий к лантану. Изучая препарат металла, Маргарита Перей обнаружила бета-излучение, не подходившее ни к одному из известных изотопов.

На дворе шел 1939-ый. Франций оставался одним из 4-ех неоткрытых веществ. Период полураспада изотопа, обнаруженного Перей при очистке актиния от радиоактивных продуктов, составлял 21-у минуту.

Изотоп подвергли исследованиям. Свойства вещества полностью совпали с предсказаниями Менделеева, то есть, с параметрами эко-цезия. На исследования ушли почти 10 лет. Франций вписали в таблицу в 1946-ом.

Как уже понятно, франций – элемент таблицы Менделеева с радиоактивными свойствами.

Из-за них металл исследуют в микроскопических количествах, дабы излучение не превышало норму.

Осторожно относиться к францию обязывает и его химическая активность. Из ряда щелочных металлов, к коим относится герой , она самая высокая.

Раз элемент щелочной, значит, располагается в главной подгруппе 1-ой группы таблицы Менделеева. Период седьмой.

Атомный номер франция – 87, соответственна и масса. Степень окисления у металла 1-я, отображается, как +1.

При близости свойств к цезию, стандартный потенциал 87-го элемента более отрицательный.

Это значит, что вещество может быть выделено только на ртутном катоде. Изучение стопорит неустойчивость амальгамы франция, то есть, его соединения с .

Дуэт распадается за считанные минуты, стоит лишь отключить ток. Так что, многие химические свойства самого активного из щелочных металлов провозглашены, так сказать, теоретически, исходя из расчетов, а не опытов.

Франций – элемент , склонный образовывать . Большинство из них легко растворимы в воде.

Исключениями являются: перхлорат, хлороплатинат, пикраткобальтинитрит. Они слаборастворимы.

В контакт 87-ой металл вступает и с гетерополикислотами. Элемент выделяется вместе с ними из кислых растворов.

Образует франций и галогениды. Так называют соединения галогенов, находящихся в главной подгруппе 7-ой группы таблицы Менделеева, с другими элементами.

Среди галогенидов 87-го металла есть летучие, к примеру, хлорид франция . Возгонка начинается при 225-ти градусах на воздухе и при 110-ти в вакууме.

Гораздо ниже температура плавления франция – всего 27 градусов. Закипает вещество при 667-ми по Цельсия.

Высчитанная плотность металла – 1,9 граммов на кубический сантиметр. При этом, все меняется, когда 87-ой элемент проходит полураспад.

Итогом становится превращение франция в изотоп уже другого металла – радия.

Применение франция

Пока, франций интересен науке лишь с теоретической точки зрения. Вещество радиоактивное, быстро распадается, поэтому, работать с ним трудно.

К тому же, франций невозможно получить в больших количествах, а главное, найти в природе. Именно поэтому не увенчались успехом изыскания, связанные с минералами.

Именно поэтому Маргарита Перей обнаружила франций в препаратах актиния, полученных искусственным путем.

В общем, вещество не только опасно, но и дефицитно, поэтому промышленники стараются не прибегать к его «услугам».

В 20-ом веке химический элемент франций , точнее, его хлорид использовали для обнаружения раковых опухолей и их лечения.

У мутировавших клеток непроницаемые мембраны. Кислород не проникает. Внутри начинается брожение глюкозы. Отсюда выплеск энергии, позволяющий опухоли бесконтрольно разрастаться.

У хлорида франция есть свойство проникать сквозь мембраны раковых клеток. Щелочная среда металла приводит Ph в норму, блокирует брожение глюкозы.

Звучит стройно. Но, на это способен и хлорид цезия. Поэтому, медики прекратили тратить дефицитный франций, хоть его эффективность немногим выше.

Добыча франция

Маргарита Перей, когда-то, обнаружила изотоп франция с периодом полураспада в 21-у минуту.

Самый уст

alluz.ru

Франций

Франций
Атомный номер 87
Внешний вид простого вещества радиоактивный щелочной металл
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
223,0197 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома n/a пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
380 кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Rn] 7s1
Химические свойства
Ковалентный радиус n/a пм
Радиус иона (+1e) 180 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
0,7
Электродный потенциал Fr←Fr+ −2,92 В
Степени окисления +1
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 1,87 г/см³
Молярная теплоёмкость n/a Дж/(K·моль)
Теплопроводность n/a Вт/(м·K)
Температура плавления 300 K
Теплота плавления ~ 2 кДж/моль
Температура кипения 950 K
Теплота испарения ~ 65 кДж/моль
Молярный объём n/a см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая
объёмноцентрированая
Параметры решётки n/a Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая n/a K
Fr 87
[223]
7s1
Франций

Франций — элемент главной подгруппы первой группы седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 87. Обозначается символом Fr (Francium). Простое вещество франций (CAS-номер: 7440-73-5) — радиоактивный щелочной металл, обладающий высокой химической активностью.

История открытия Франция

Франций был предсказан Д. И. Менделеевым (как Эка-цезий), и был открыт (по его радиоактивности) в 1939 г. Маргаритой Пере, сотрудницей Института радия в Париже. Она же дала ему в 1964 г. название в честь своей родины — Франции.

Нахождение Франция в природе

Франций-223 (самый долгоживущий из изотопов франция, период полураспада 22,3 минуты) содержится в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов. Образуется при альфа-распаде актиния-227:

227Ac → 223Fr (сопровождается α-излучением, вероятность распада приблизительно 1,4 %),

227Ac → 227Th (сопровождается β-излучением, вероятность распада около 98,6 %).

Его старое название — «актиний К» (AcK). По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно 340 г.

Кроме того, в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.

Получение Франция

Микроскопические количества франция-223 и франция-224 могут быть химически выделены из минералов урана и тория. Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций.

Физические, химические свойства Франция

Франций похож по свойствам на цезий. Всегда сокристаллизуется с его соединениями. Так как в распоряжении исследователей имеются лишь мельчайшие образцы, содержащие не более 10−7 г франция, то сведения о его свойствах известны с достаточно большой погрешностью, однако они все время уточняются. Согласно последним данным, плотность франция при комнатной температуре составляет 1,87 г/см³, температура плавления 27°C, температура кипения 677°C, удельная теплота плавления 9,385 кДж/кг.

Применение Франция

Соль франция FrCl использовалась для обнаружения раковых опухолей, но по причине чрезвычайно высокой стоимости эту соль в масштабных разработках использовать не выгодно.

himsnab-spb.ru

№87 Франций

Таблица
  ^   =>>


Маргарита Перрей
(1909 - 1975)
Источник: http://www.liveinternet.ru/ users/kakula/post137818671/

Поделиться в

Уранит
(урановая руда, UO2)
Такое количество уранита (~50 г) может содержать 1-2 постоянно образующихся и распадающихся атомов франция

История открытия:

Франций - один из четырех элементов (№№ 43, 61, 85 и 87) которые остались неоткрытыми к 1925 году. Предсказанный еще Меделеевым эка-цезий искали в качестве спутника цезия в цезиевых минералах. С 1929 по 1939 год эка-цезий "находили" несколько раз, называя то виргинием в честь штата США, то молдавием, то алкалинием или руссием. Однако все эти открытия были ошибочными.
В 1939 г. Маргарита Перей из института Кюри в Париже, занимаясь очисткой препарата актиния (Ас-227) от разнообразных продуктов радиоактивного распада, обнаружила b-излучение, которое не могло принадлежать ни одному из известных в то время изотопов. Когда этот изотоп (период полураспада 21 мин) подвергли химическому исследованию, оказалось, что его свойства соответствуют свойствам эка-цезия.
Окончательно это было подтверждено после второй мировой войны, и в 1946 г. Перей предложила назвать новый элемент францием (Francium) в честь ее родины.

Получение:

Франций-223 (самый долгоживущий из изотопов франция, период полураспада 22,3 минуты) входит в одну из побочных ветвей природного радиоактивного ряда урана-235 и содержится в крайне малых количествах в урановых минералах. Его образование из актиния можно выразить уравнением: 227Ac (-, a ) 223Fr. По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно 340 г. Также в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.
С помощью ядерных реакций получают и другие изотопы франция. Одна из наиболее распространённых реакций: 197Au + 18O = 210Fr + 5n

Физические свойства:

Радоактивный металл. Вследствие высокой радиоактивности исследования проводятся с микроскопическими количествами. Согласно последним данным, плотность франция при комнатной температуре составляет 1,87 г/см3, температура плавления 27°C, температура кипения 677°C.
Франций претерпевает b-распад, превращаясь в изотоп радия: 223Fr (-, b ) 223Ra

Химические свойства:

Франций имеет самую низкую электроотрицательность из всех элементов, известных в настоящее время. Электродный потенциал Fr+/Fr = -2,92 В.
Соответственно, франций является и самым химически активным щелочным металлом.
В соединениях проявляет степень окисления +1.

Важнейшие соединения:

Соединения мало изучены вследствие радиоактивности франция. Он обладает большинством свойств, характерных для других щелочных металлов, наиболее похож по свойствам на цезий, всегда сокристаллизуется с его соединениями. Так для выделения франция из смеси с другими продуктами ядерных реакций используется основано на его соосаждении с нерастворимыми солями цезия (перхлоратом или кремневольфраматом цезия). Он извлекается из растворов также хлороплатинатами цезия и рубидия Cs2PtCl6 и Rb2PtCl6, хлоровисмутатом Cs2BiCl5, хлоростаннатом Cs2SnCl6 и хлороантимонатом цезия Cs2SbCl5· 2,5H2O, а также свободными гетерополикислотами – кремневольфрамовой и фосфорновольфрамовой.
Образует растворимые соли и гидроксид.

Применение:

Хлорид франция FrCl использовался для обнаружения раковых опухолей, но по причине чрезвычайно высокой стоимости эту соль в масштабных разработках использовать невыгодно.
В настоящее время франций и его соли применения пока что не имеют, в связи с малым периодом полураспада и высокой радиоактивностью.

Тестова Кристина
ХФ ТюмГУ, 581 группа, 2011 г.


Источники: Франций. Популярная библиотека химических элементов http://n-t.ru/ri/ps/pb087.htm
Франций. Википедия, свободная энциклопедия. http://ru.wikipedia.org/?oldid=34567492.

www.kontren.narod.ru

Франций • ru.knowledgr.com

Франций - химический элемент с франком символа и атомным числом 87. Это было раньше известно как eka-цезий и актиний K. Это - один из два наименьшее количество electronegative элементов, другой являющийся цезием. Франций - очень радиоактивный металл, который распадается в astatine, радий и радон. Как щелочной металл, у этого есть один электрон валентности.

Оптовый франций никогда не рассматривался. Из-за общего вида других элементов в его колонке периодической таблицы предполагается, что франций появился бы как очень рефлексивный металл, если достаточно могло бы быть собрано вместе, чтобы быть рассмотренным как оптовое тело или жидкость. Подготовка такого образца невозможна, так как чрезвычайная высокая температура распада (полужизнь его жившего самым длинным образом изотопа составляет только 22 минуты) немедленно выпарила бы любое видимое количество элемента.

Франций был обнаружен Маргерит Переи во Франции (от которого элемент берет свое имя), в 1939. Это был последний элемент, сначала обнаруженный в природе, а не синтезом. Возле лаборатории франций чрезвычайно редок, с незначительными количествами, найденными в уране и ториевых рудах, где франций изотопа 223 все время формы и распады. Всего 20-30 г (одна унция) существуют в любой момент времени всюду по земной коре; другие изотопы (за исключением франция 221) полностью синтетические. Самая большая сумма, произведенная в лаборатории, была группой больше чем 300 000 атомов.

Особенности

Франций является самым нестабильным из естественных элементов: у его самого стабильного изотопа, франций 223, есть полужизнь только 22 минут. Напротив, у astatine, второй меньше всего стабильный естественный элемент, есть полужизнь 8,5 часов. Все изотопы франция распадаются или в astatine, радий или в радон. Франций также менее стабилен, чем все синтетические элементы до элемента 105.

Франций - щелочной металл, химические свойства которого главным образом напоминают те из цезия. Тяжелый элемент с единственным электроном валентности, у этого есть самый высокий эквивалентный вес любого элемента. У жидкого франция — если такое вещество должно было быть создано — должно быть поверхностное натяжение 0,05092 Н/м в его точке плавления. Точка плавления франция, как утверждали, была вычислена, чтобы быть приблизительно 27 °C (80 °F, 300 K). Точка плавления сомнительна из-за чрезвычайной редкости и радиоактивности элемента. Таким образом предполагаемая ценность точки кипения 677 °C (1250 °F, 950 K) также сомнительна.

Линус Полинг оценил electronegativity франция в 0,7 в масштабе Полинга, то же самое как цезий; стоимость для цезия была с тех пор усовершенствована к 0,79, хотя нет никаких экспериментальных данных, чтобы позволить обработку стоимости для франция. У франция есть немного более высокая энергия ионизации, чем цезий, 392.811 (4) kJ/mol в противоположность 375,7041 (2) kJ/mol для цезия, как ожидался бы от релятивистских эффектов, и это будет подразумевать, что цезий - меньше electronegative двух. У франция должна также быть более высокая электронная близость, чем цезий и ион франка должны быть более polarizable, чем ион Cs. Молекула CsFr предсказана, чтобы иметь франций в отрицательном конце диполя, в отличие от всех известные heterodiatomic щелочные молекулы металла. У суперокиси франция (FrO), как ожидают, будет более ковалентный характер, чем легче congeners; это приписано электронам на 6 пунктов во франции, более вовлекаемом в соединение кислорода франция.

Франций coprecipitates с несколькими солями цезия, такими как перхлорат цезия, который приводит к небольшим количествам перхлората франция. Этот coprecipitation может использоваться, чтобы изолировать франций, приспосабливая radiocaesium coprecipitation метод Гленденина и Нельсона. Это будет дополнительно coprecipitate со многими другими солями цезия, включая йодат, picrate, тартрат (также тартрат рубидия), chloroplatinate и silicotungstate. Это также coprecipitates с silicotungstic кислотой, и с perchloric кислотой, без другого щелочного металла как перевозчик, который обеспечивает другие методы разделения. Почти все соли франция растворимы в воде.

Заявления

Из-за его нестабильности и редкости, нет никакого коммерческого применения для франция. Это использовалось в целях исследования в областях химии

и строения атома. Его использование в качестве потенциальной диагностической помощи для различных раковых образований было также исследовано, но это применение считали непрактичным.

Способность франция, которая будет синтезироваться, заманила в ловушку и охладилась, наряду с ее относительно простым строением атома сделали его предметом специализированных экспериментов спектроскопии. Эти эксперименты привели к более определенной информации относительно энергетических уровней и констант сцепления между субатомными частицами. Исследования света, излучаемого пойманным в ловушку лазером францием, 210 ионов обеспечили точные данные по переходам между уровнями атомной энергии, которые довольно подобны предсказанным квантовой теорией.

История

Уже в 1870 химики думали, что должен быть щелочной металл вне цезия с атомным числом 87. Это было тогда упомянуто временным eka-цезием имени. Исследовательские группы попытались определить местонахождение и изолировать этот недостающий элемент, и по крайней мере четыре ложных претензии были предъявлены это, элемент был найден, прежде чем подлинное открытие было сделано.

Ошибочные и неполные открытия

Советский химик Д. К. Добросердов был первым ученым, который будет утверждать, что нашли eka-цезий или франций. В 1925 он наблюдал слабую радиоактивность в образце калия, другого щелочного металла, и неправильно пришел к заключению, что eka-цезий загрязнял образец (радиоактивность от образца была от естественного радиоизотопа калия, калий 40). Он тогда издал тезис по своим предсказаниям свойств eka-цезия, в котором он назвал элемент russium в честь его родной страны. Вскоре после того Добросердов начал сосредотачиваться на его обучающей карьере в Политехническом институте Одессы, и он не преследовал элемент далее.

В следующем году английские химики Джеральд Дж. Ф. Дрьюк и Фредерик Х. Лоринг проанализировали рентгеновские снимки марганца (II) сульфат. Они наблюдали спектральные линии, которые они предположили, чтобы быть eka-цезия. Они объявили о своем открытии элемента 87 и предложили имя alkalinium, поскольку это будет самый тяжелый щелочной металл.

В 1930 Фред Аллисон из Алабамского Политехнического института утверждал, что обнаружил элемент 87, анализируя pollucite и lepidolite использование его оптической магнето машины. Аллисон просила, чтобы это назвали virginium в честь его родного штата Вирджиния, наряду с символами Вай и Вм. В 1934 Х.Г. Макпэрсон УКА Беркли опровергнул эффективность устройства Аллисон и законность этого ложного открытия.

В 1936 румынский физик Хория Хулубеи и его французский коллега Иветт Кочойс также проанализировали pollucite, на сей раз используя их аппарат рентгена с высокой разрешающей способностью. Они наблюдали несколько слабых линий эмиссии, которые они предположили, чтобы быть теми из элемента 87. Хулубеи и Кошуа сообщили об их открытии и предложили имя moldavium, наряду с символом Ml, после Молдавии, румынская область, где Хулубеи родился. В 1937 работа Хулубеи подверглась критике американским физиком Ф. Х. Хиршем младшим, который отклонил методы исследования Хулубеи. Хирш был уверен, что eka-цезий не будет найден в природе, и что Хулубеи вместо этого наблюдал линии рентгена ртути или висмута. Хулубеи настоял, что его аппарат рентгена и методы были слишком точны, чтобы сделать такую ошибку. Из-за этого, Жана Батиста Перрена, лауреата Нобелевской премии и наставника Хулубеи, подтвержденный moldavium как истинный eka-цезий по недавно обнаруженному францию Маргерит Переи. Пери подверг критике работу Хулубеи, пока ей не признали единственным исследователем элемента 87.

Анализ Пери

Eka-цезий был обнаружен в 1939 Маргерит Переи из Института Кюри в Париже, Франция, когда она очистила образец актиния 227, у которого, как сообщали, была энергия распада 220 кэВ. Пери заметил частицы распада с энергетическим уровнем ниже 80 кэВ. Пери думал, что эта деятельность распада, возможно, была вызвана ранее неопознанным продуктом распада, тот, который был отделен во время очистки, но появился снова из чистого актиния 227. Различные тесты устранили возможность неизвестного элемента, являющегося торием, радием, свинцом, висмутом или таллием. Новый продукт показал химические свойства щелочного металла (такие как coprecipitating с солями цезия), который принудил Переи полагать, что это был элемент 87, вызванный альфа-распадом актиния 227. Переи тогда попыталась определить пропорцию бета распада к альфа-распаду в актинии 227. Ее первый тест поместил альфу, ветвящуюся в 0,6%, число, которое она позже пересмотрела к 1%.

Perey назвал новый актиний-K изотопа (теперь называемым францием 223) и в 1946, она предложила имя catium для ее недавно обнаруженного элемента, поскольку она полагала, что он был большей частью electropositive катиона элементов. Ирэн Жолио-Кюри, один из наблюдателей Пери, выступила против имени из-за его коннотации кошки, а не катиона. Perey тогда предложил франций после Франции. Это имя было официально взято Международным союзом Чистой и Прикладной Химии в 1949, став вторым элементом после галлия, который назовут в честь Франции. Этому назначили символ Фа, но это сокращение было пересмотрено к текущему франку вскоре после того. Франций был последним элементом, обнаруженным в природе, а не синтезировал, после рения в 1925. Дальнейшее исследование структуры франция было выполнено, среди других, Сильвена Либермана и его команды в CERN в 1970-х и 1980-х.

Возникновение

Естественный

Франций 223 является результатом альфа-распада актиния 227 и может быть найден в незначительных количествах в уране и ториевых полезных ископаемых. В данном образце урана, там, как оценивается, только один атом франция для каждого 1 атома × 10 урана. Также вычислено, что есть самое большее 30 г франция в земной коре в любое время.

Синтез

Франций может быть синтезирован в ядерной реакции:

:Au + O → франк + 5 n

Этот процесс, развитый Каменной Физикой Ручья, приводит к изотопам франция с массами 209, 210, и 211, которые тогда изолированы оптической магнето ловушкой (MOT). Норма выработки особого изотопа зависит от энергии кислородного луча. Луч O от Каменного ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ Ручья создает франк в золотой цели с ядерной реакцией Au + O → франк + 5n. Производство потребовало, чтобы некоторое время развилось и поняло. Было важно управлять золотой целью очень близко к ее точке плавления и удостовериться, что ее поверхность была очень чистой. Ядерная реакция вставляет атомы франция глубоко в золотой цели, и они должны быть удалены эффективно. Атомы распространяются быстро на поверхность золотой цели и выпущены как ионы; это не происходит каждый раз. Ионы франция управляются электростатическими линзами, пока они не приземляются в поверхность горячего иттрия и становятся нейтральными снова. Франций тогда введен в стеклянную лампочку. Магнитное поле и лазерные лучи охлаждают и ограничивают атомы. Хотя атомы остаются в ловушке в течение только приблизительно 20 секунд прежде, чем убежать (или распасться), непрекращающийся поток новых атомов заменяет потерянных, сохраняя число пойманных в ловушку атомов примерно постоянным в течение многих минут или дольше. Первоначально, приблизительно 1 000 атомов франция были пойманы в ловушку в эксперименте. Это постепенно улучшалось, и установка способна к заманиванию в ловушку более чем 300 000 нейтральных атомов франция время. Хотя это нейтральные «металлические» атомы («металл франция»), они находятся в газообразном неуплотненном государстве. Достаточно франция поймано в ловушку, что видеокамера может захватить свет, испущенный атомами как они fluoresce. Атомы появляются как пылающая сфера приблизительно 1 миллиметр в диаметре. Это было первым разом, когда любой когда-либо видел франций. Исследователи могут теперь сделать чрезвычайно чувствительные измерения света испускаемыми и поглощенными пойманными в ловушку атомами, обеспечив первые результаты эксперимента на различных переходах между уровнями атомной энергии во франции. Начальные измерения показывают очень хорошее соглашение между экспериментальными значениями и вычислениями, основанными на квантовой теории. Другие методы синтеза включают радий бомбардирования с нейтронами и бомбардирование тория с протонами, дейтеронами или ионами гелия. Франций не был синтезирован в суммах, достаточно больших, чтобы весить.

Изотопы

Есть 34 известных изотопа франция, располагающегося в атомной массе от 199 до 232. У франция есть семь метастабильных ядерных изомеров. Франций 223 и франций 221 являются единственными изотопами, которые встречаются в природе, хотя прежний намного более распространен.

Франций 223 является самым стабильным изотопом с полужизнью 21,8 минут, и очень маловероятно, что изотоп франция с более длинной полужизнью будет когда-либо обнаруживаться или синтезироваться. Франций 223 является пятым продуктом ряда распада актиния как изотоп дочери актиния 227. Франций 223 тогда распады в радий 223 бета распадом (1 149 кэВ разлагают энергию), с незначительным путем альфа-распада (на 0,006%) к astatine-219 (5.4 энергий распада MeV).

У

франция 221 есть полужизнь 4,8 минут. Это - девятый продукт ряда распада neptunium как изотоп дочери актиния 225. Франций 221 тогда распады в astatine-217 альфа-распадом (6.457 MeV разлагают энергию).

Наименее стабильный изотоп стандартного состояния - франций 215 с полужизнью 0,12 μs. (9.54 альфа-распадов MeV к astatine-211): Его метастабильный изомер, франций-215m, менее стабилен все еще с полужизнью только 3,5 нс.

См. также

Сноски

Внешние ссылки

  • WebElements.com – Франций
  • Каменный университетский отдел физики ручья

ru.knowledgr.com

Франций элемент. Свойства, добыча и применение франция

Не молдавий, не руссий и, даже, не виргиний. Поговорим о франции. Что он должен быть в природе, рассчитал Менделеев.

Потомки химика принялись за поиски элемента. Менделеев нарек его эко-цезием. Из-за схожести химических свойств с цезием, вещество искали рядом с ним.

Франций-элемент-Свойства-добыча-и-применение-франция-1

Изучали, в основном, минералы. Ученым несколько раз казалось, что они обнаружили  металл.

Сначала, радовались химики американского штата Вирджиния, в честь которого и хотели назвать элемент.

Инициативу перехватили ученые Молдовы, тоже решившие, что нашли франций. «Находили» его и в России, именуя руссием.

Но, как видно из итогового названия, открытие металла принадлежит французам, точнее, одной из них – Маргарите Перей.

Она работала в парижском институте Кюри, где и извлекла франций из препарата актиния.

Свойства франция

Актиний – еще один элемент таблицы Менделеева, токсичный, близкий к лантану. Изучая препарат металла, Маргарита Перей обнаружила бета-излучение, не подходившее ни к одному из известных изотопов.

На дворе шел 1939-ый. Франций оставался одним из 4-ех неоткрытых веществ. Период полураспада изотопа, обнаруженного Перей при очистке актиния от радиоактивных продуктов, составлял 21-у минуту.

Изотоп подвергли исследованиям. Свойства вещества полностью совпали с предсказаниями Менделеева, то есть, с параметрами эко-цезия. На исследования ушли почти 10 лет. Франций вписали в таблицу в 1946-ом.

Как уже понятно, франций – элемент таблицы Менделеева с радиоактивными свойствами.

Из-за них металл исследуют в микроскопических количествах, дабы излучение не превышало норму.

Осторожно относиться к францию обязывает и его химическая активность. Из ряда щелочных металлов, к коим относится герой статьи, она самая высокая.

Раз элемент щелочной, значит, располагается в главной подгруппе 1-ой группы таблицы Менделеева. Период седьмой.

Атомный номер франция – 87, соответственна и масса. Степень окисления у металла 1-я, отображается, как +1.

Франций-элемент-Свойства-добыча-и-применение-франция-2

При близости свойств к цезию, стандартный потенциал 87-го элемента более отрицательный.

Это значит, что вещество может быть выделено только на ртутном катоде. Изучение стопорит неустойчивость амальгамы франция, то есть, его соединения с ртутью.

Дуэт распадается за считанные минуты, стоит лишь отключить ток. Так что, многие химические свойства самого активного из щелочных металлов провозглашены, так сказать, теоретически, исходя из расчетов, а не опытов.

Франций – элемент, склонный образовывать соли. Большинство из них легко растворимы в воде.

Исключениями являются:  перхлорат, хлороплатинат, пикраткобальтинитрит. Они слаборастворимы.

В контакт 87-ой металл вступает и с гетерополикислотами. Элемент выделяется вместе с ними из кислых растворов.

Образует франций и галогениды. Так называют соединения галогенов, находящихся в главной подгруппе 7-ой группы таблицы Менделеева, с другими элементами.

Среди галогенидов 87-го металла есть летучие, к примеру, хлорид франция. Возгонка начинается при 225-ти градусах на воздухе и при 110-ти в вакууме.

Гораздо ниже температура плавления франция – всего 27 градусов. Закипает вещество при 667-ми по шкале Цельсия.

Высчитанная плотность металла – 1,9 граммов на кубический сантиметр. При этом, все меняется, когда 87-ой элемент проходит полураспад.

Итогом становится превращение франция в изотоп уже другого металла – радия.

Применение франция

Пока, франций интересен науке лишь с теоретической точки зрения. Вещество радиоактивное, быстро распадается, поэтому, работать с ним трудно.

К тому же, франций невозможно получить в больших количествах, а главное, найти в природе. Именно поэтому не увенчались успехом изыскания, связанные с минералами.

Именно поэтому Маргарита Перей обнаружила франций в препаратах актиния, полученных искусственным путем.

В общем, вещество не только опасно, но и дефицитно, поэтому промышленники стараются не прибегать к его «услугам».

В 20-ом веке химический элемент франций, точнее, его хлорид использовали для обнаружения раковых опухолей и их лечения.

У мутировавших клеток непроницаемые мембраны. Кислород не проникает. Внутри начинается брожение глюкозы. Отсюда выплеск энергии, позволяющий опухоли бесконтрольно разрастаться.

У хлорида франция есть свойство проникать сквозь мембраны раковых клеток. Щелочная среда металла приводит Ph в норму, блокирует брожение глюкозы.

Звучит стройно. Но, на это способен и хлорид цезия. Поэтому, медики прекратили тратить дефицитный франций, хоть его эффективность немногим выше.

Добыча франция

Маргарита Перей, когда-то, обнаружила изотоп франция с периодом полураспада в 21-у минуту.

Самый устойчивый изотоп элемента ушел не далеко. Его период полураспада – 22,5 минут.

Такой изотоп можно найти в природных ветвях радиоактивного ряда 235-го урана.

Франций-элемент-Свойства-добыча-и-применение-франция-3

Подобный ряд есть и у тория. Но, в нем находят 224-ый франций с периодом полураспада всего в 3 минуты.

Получается, в земной коре франций, все же, есть. Только вот, количество его столь мало, что запасами это считать не приходиться.

Равновесное содержание 224-го изотопа, к примеру, составляет всего 0,5 граммов.

Равновесным называют относительное массовое содержание вещества в газовой сфере. Общее количество франция в земной коре не превышает 30-ти граммов.

Получают франций, как и в 1940-е, из актиния. Выделить чистый металл не выходит. Из актиния получают только соединения 87-го элемента.

Характеристика франция позволяет отсоединить его ионообменным способом. Разделение проводят на колонке со смолой «Дауэкс-50».

Чистота добытого франция равна 95%. Учитывая, что период полураспада самого «живучего» изотопа составляет 22 минуты, уже через 11 из них количество металла уменьшается вдвое.

Поскольку франций близок по свойствам с цезием, он сокристаллизуется с его соединениями. У цезия есть ряд нерастворимых солей.

Франций добывают путем соосаждения с ними. Чаще всего берут перхлорат или кремневольфрамат цезия.

Осаждение из растворов проводят в специальных лабораториях, рассчитанных для работы с радиоактивными веществами.

Цена франция

В случае с металлами цену принято устанавливать за грамм. Но, франций – исключение.

Один грамм 87-го элемента количественно сравним с тоннами платины, золота, серебра, если ориентироваться на содержание металлов в земной коре.

Поэтому, стоимость франция столь высока, что не объявляется, да, и нужды в этом нет. Как уже говорилось, практическое применение у вещества отсутствует.

Его используют для научных, лабораторных опытов. Но, необходимые микрограммы франция ученые могут добыть сами.

Нет нужды закупать реагент. Поэтому, цена металла столь же теоретическая, как и многие его свойства. Одно из них – стремление растворить самого себя.

Франций-элемент-Свойства-добыча-и-применение-франция-4

Настолько франций радиоактивен и химически подвижен. Возможно, именно поэтому вещества так мало… Не растворил ли 87-ой элемент уже большую часть своих запасов?

Анализируя их, стоит учесть, что франций – самый тяжелый из щелочных металлов.  Для образности, представим вату.

Чтобы набрать 30 граммов, нужны большие объемы. Чтобы запастись аналогичным количеством 87-го вещества, хватит крупиц.

tvoi-uvelirr.ru

Химический элемент франций: характеристика и история открытия

Химический элемент франций (Fr 87) - один из периодической системы элементов Менделеева. К 1925 году он был одним из четырех ненайденных элементов. Это самый тяжелый и наиболее активный щелочной металл, существующий в природе, а также это самый быстрый для полураспада существующих химических элементов. Это, а еще невысокая ядерная устойчивость благоприятствовали тому, что продолжительное время было невозможным открытие франция, существование которого был предсказано Менделеевым почти за век до его получения.

открытие франция химический элемент

История открытия химического элемента франция

Она отличительна тем, что выпала на участь женщины, имя которой Маргарита Пере. Поиски данного вещества основывались на системе Менделеева. На основе веществ, соседствующих с № 87, выдвигались различные гипотезы о свойствах данного металла:

  • из-за того, что соседствующий цезий плавится при комнатной температуре, предполагалось, что 87-й элемент будет также плавиться при малых температурах;
  • считалось, что он будет относиться к таким жидким металлам, как цезий или ртуть;
  • выдвигались гипотезы о его радиоактивности.

К концу 1938 года к поиску этого вещества подключилась Маргарита Пере. Она акцентировала свое внимание на альфа-частицах, излучаемых актинием. Она хорошо очистила данное вещество от различных примесей, оставив лишь чистый элемент. После продолжительных химических обработок в руках ученой оставался маточный раствор, содержащий щелочные соли. Она предполагала, что он не радиоактивен, но после выпаривания хорошо стала заметна бета-активность со временем полураспада 22 минуты. Женщине сразу стало понятно, что такая скорость зависит непосредственно от действия щелочного элемента.

Продолжительная работа Маргариты увенчалась успехом лишь осенью 1939 года. Отталкиваясь от существующей номенклатуры, женщина дала 87-му элементу наименование "Актиний-К", который позже переименовала во франций в память о месте, в котором родилась. Международный союз теоретической и прикладной химии принял наименование, придуманное Маргаритой Пере. Так состоялось открытие франция.

история открытия химического элемента франция

Химический элемент Fr: характеристика

Это самый тяжелый и наиболее активный щелочной металл, существующий в природе, а также это один из самых быстрых для полураспада из существующих химических элементов. Самый долгоживущий из его изотопов можно обнаружить в урановых минералах. Поэтому химический элемент франций очень плохо изучен, так как распадается быстро. Тем более он обладает очень высокой радиоактивностью. Но все же малые количества этого элемента были исследованы, и обнаружены такие свойства:

  • период полураспада самого долгоживущего изотопа 22 минуты;
  • температура плавления - 27 градусов;
  • плотность при комнатной температуре 1,87 г/м3.химический элемент франций

Интересные факты о франции

Это последний химический элемент, открытый в природе. Он относится к самым редким, так как очень неустойчив и быстро распадается. По подсчетам ученых, химический элемент франций присутствует на Земле всего в количестве 30 граммов. Его можно отнести к жидким металлам, но жидкий он ненадолго. Через несколько секунд франций распадается на более устойчивые элементы, в частности получается радий.

Применение франция

Но, несмотря на высокую неустойчивость, этот химический элемент тоже приносит пользу. Он используется, хотя не широко. Прежде всего химический элемент франций полезен для обнаружения в природных объектах актиния. Кроме того, благодаря экспериментам с лабораторными крысами ученые выяснили, что он накапливается в злокачественных опухолях, которые находятся на первой стадии развития. Поэтому его можно использовать для ранней диагностики саркомы. Но исследование этого элемента продолжается. Франций раскрывает ученым все больше своих тайн.

fb.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *