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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(di)一主族(zu)—堿金屬

密(mi)度：1.870克/立(li)方厘米

性狀：質軟（堿金屬的(de)特性）

顏色：銀白色

原子屬性

相對原子質量：223.0197

原子半徑(jing)：0.27納米

價電子排布：7s1

價電子(zi)在(zai)每(mei)能級(ji)排布：2，8，18，32，18，8，1

電子數：2-8-18-32-18-8

電子層(ceng)：K-L-M-N-O-P

氧化(hua)態(tai)：主要有(you) +1

晶體(ti)結構：體(ti)心立方(fang)晶胞，每個(ge)晶胞含有2個(ge)金屬原子

物理屬性

物質狀態：固態、具有放射性

熔點：300.2 K（27℃）

沸點(dian)：950 K（677℃）

化學性質

由于核(he)不穩定，Fr-223的(de)半衰期(qi)最(zui)(zui)長僅(jin)有(you)21分鐘。其(qi)化學(xue)(xue)性(xing)質(zhi)只(zhi)能在痕量范圍內(nei)研究。是最(zui)(zui)重的(de)堿金(jin)(jin)屬(shu)元素，也同其(qi)他堿金(jin)(jin)屬(shu)一樣極不穩定。鈁的(de)化學(xue)(xue)性(xing)質(zhi)活潑，所有(you)的(de)鈁鹽(yan)都是水溶性(xing)的(de)。由于它有(you)放射性(xing)，而且化學(xue)(xue)反(fan)應極度活躍(yue)，故(gu)此無法制(zhi)得(de)純鈁。 

相關資料

發現過程

鈁是門捷列夫(fu)曾經指出的(de)類銫，是莫斯萊所確定的(de)原子序數為87的(de)元素。它的(de)發現(xian)經歷了彎曲(qu)的(de)道路。

剛開始(shi)，化學(xue)家們根據門捷列(lie)夫(fu)的(de)推(tui)斷——類(lei)(lei)銫是一(yi)個堿金(jin)屬元素，是成鹽(yan)的(de)元素，就嘗試從各種鹽(yan)類(lei)(lei)里去尋找(zhao)它，但是一(yi)無所獲(huo)。

1925年7月英(ying)國(guo)化(hua)學家費里恩(en)德特地選定了炎(yan)熱的夏(xia)天(tian)去死海，尋(xun)找(zhao)它。但是(shi)，經過(guo)辛(xin)勞的化(hua)學分析和(he)光(guang)譜(pu)分析后(hou)，卻絲毫沒有發現這個元素。

后來又有(you)不少化(hua)學(xue)家嘗試利用光譜技術以及(ji)利用原子量作為突破口去找這個元素，但都沒有(you)成(cheng)功(gong)。

1930年，美(mei)國(guo)亞拉巴(ba)馬州工藝學院物理學教授(shou)阿立(li)生宣布，在(zai)稀有(you)的(de)堿金屬礦(kuang)銫鎦石和鱗云母中用磁(ci)光分析法(fa)，發(fa)現(xian)了87號元(yuan)(yuan)素。元(yuan)(yuan)素符號定為Vi。可(ke)是不久，磁(ci)光分析法(fa)本身被(bei)否定了，利用它發(fa)現(xian)的(de)元(yuan)(yuan)素也(ye)就不可(ke)能成立(li)。

到1939年，法(fa)國女科學家(jia)佩里在研(yan)究(jiu)(jiu)錒(a)的同位素Ac-227的α衰變產物時。從中(zhong)發現了87號(hao)元素，并對它進(jin)行研(yan)究(jiu)(jiu)。為了紀念(nian)她(ta)的祖國，把87號(hao)元素稱為francium，元素符號(hao)為Fr。

具體應用

由于(yu)它(ta)的不穩定和稀(xi)有，鈁(fang)還沒有商業(ye)應用。它(ta)已(yi)經(jing)用于(yu)生物(wu)學(xue)和原子結構(gou)的研(yan)究領(ling)域。鈁(fang)對癌癥可能存在的診(zhen)斷幫助的也已(yi)經(jing)被(bei)深入(ru)研(yan)究了，但是被(bei)認(ren)為并不實用。

資源材料

據估計(ji)，由于鈁(fang)的(de)(de)半(ban)衰期很短(duan)，經計(ji)算，地殼(ke)中(zhong)任何時刻鈁(fang)的(de)(de)含(han)量(liang)約為30g。這使(shi)它成為除(chu)砹之外的(de)(de)第二(er)稀有的(de)(de)元素(su)。即使(shi)是(shi)在含(han)量(liang)最高的(de)(de)礦石中(zhong)，每噸也只有0.0000000000037克。

制備方法

鈁可在鈾礦(kuang)及(ji)釷礦(kuang)中(zhong)發現，每1×1018個(ge)(ge)鈾原子中(zhong)才能找(zhao)到一個(ge)(ge)鈁原子。也可透(tou)過以質子轟擊釷而獲得。或者通過以下核反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁與銫載體一(yi)起用高氯酸(suan)鹽(yan)、氯鉑酸(suan)鹽(yan)或鎢(wu)硅(gui)酸(suan)鹽(yan)陰離子進(jin)行共沉淀，是分離痕(hen)量(liang)鈁的有效方法(fa)。

同位素

現已發現質量數(shu)199～232的鈁的全部同位素(su)，其中只有鈁-223、224是天然放射性同位素(su)，以鈁-223的半衰期最長，約22分鐘。其余都是通過人工核反應合成(cheng)的。