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研究簡史

鈁是門捷列夫(fu)曾經(jing)指出的(de)(de)類銫，是莫斯萊所確定的(de)(de)原子序數(shu)為87的(de)(de)元素。它的(de)(de)發現經(jing)歷了(le)彎曲的(de)(de)道路。

剛(gang)開始，化學家們(men)根據門捷(jie)列夫的(de)推斷——類(lei)銫是(shi)一(yi)個堿金屬元素，是(shi)成鹽(yan)的(de)元素，就(jiu)嘗試從(cong)各種(zhong)鹽(yan)類(lei)里去尋找它，但是(shi)一(yi)無所獲。

1925年7月英國(guo)化(hua)學家費(fei)里恩德特地選定了炎熱的夏天去死海(hai)尋找(zhao)它。但(dan)是，經過辛勞(lao)的化(hua)學分(fen)(fen)析和光譜分(fen)(fen)析后，卻絲毫沒有發現這個(ge)元(yuan)素。

后來又有不(bu)少化學家嘗試利用(yong)光譜技術以及利用(yong)原子量作(zuo)為突破口去找(zhao)這(zhe)個(ge)元(yuan)素，但都沒有成功。

1930年，美國亞拉巴(ba)馬(ma)州工藝學院物理(li)學教授(shou)阿(a)立生宣(xuan)布，在(zai)稀有(you)的堿(jian)金(jin)屬礦銫鎦(liu)石(shi)和鱗云母中(zhong)用(yong)磁光(guang)分(fen)(fen)析法，發(fa)現了87號元(yuan)素(su)。元(yuan)素(su)符號定為Vi。可(ke)是不(bu)(bu)久，磁光(guang)分(fen)(fen)析法本身被否定了，利用(yong)它發(fa)現的元(yuan)素(su)也就不(bu)(bu)可(ke)能成立。

到1939年，法國女科學(xue)家(jia)佩里在研究(jiu)錒的同位素(su)Ac-227的α衰變產物時(shi)。從(cong)中發現了87號(hao)元(yuan)(yuan)素(su)，并對它進行研究(jiu)。為了紀(ji)念她的祖(zu)國，把87號(hao)元(yuan)(yuan)素(su)稱為francium，元(yuan)(yuan)素(su)符(fu)號(hao)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-系列：第一主族—堿金屬

密度：1.870g/cm3

性(xing)狀：質軟（堿(jian)金屬(shu)的(de)特(te)性(xing)）

顏色(se)：有銀白色(se)金屬光澤

原子屬性

相(xiang)對原子質量：223.0197

原子(zi)半徑：0.27納米

價電(dian)子排布：7s1

價電子(zi)在每能級排布：2，8，18，32，18，8，1

電子數(shu)：2-8-18-32-18-8

電(dian)子層：K-L-M-N-O-P

氧化(hua)態：主要有+1

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

物理屬性

物質狀(zhuang)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(yu)核不穩(wen)定，Fr-223的(de)半衰期最長僅有(you)21分鐘(zhong)。其化(hua)學性(xing)質只能(neng)在(zai)痕量范圍(wei)內研究。是最重的(de)堿金屬元素，也同(tong)其他堿金屬一樣極不穩(wen)定。鈁(fang)的(de)化(hua)學性(xing)質活潑(po)，所有(you)的(de)鈁(fang)鹽都(dou)是水溶性(xing)的(de)。由(you)于(yu)它有(you)放(fang)射(she)性(xing)，而且化(hua)學反應極度活躍，故(gu)此(ci)無法制(zhi)得純(chun)鈁(fang)。

應用領域

由于(yu)它的不(bu)穩定和稀(xi)有(you)，鈁(fang)還(huan)沒有(you)商業應用。它已(yi)經用于(yu)生物學和原子結(jie)構的研究領域。鈁(fang)對癌癥可(ke)能存在的診(zhen)斷幫(bang)助的也已(yi)經被深入研究了，但是(shi)被認為并不(bu)實用。

鈁可在鈾(you)礦及釷(tu)(tu)礦中(zhong)發現(xian)，每1×1018個(ge)鈾(you)原子中(zhong)才能找到一個(ge)鈁原子。也可透過(guo)以(yi)質(zhi)子轟擊釷(tu)(tu)而獲得。或者通過(guo)以(yi)下核反應：197Au + 18O → 210Fr + 5n

資源分布

據估計，由于鈁的(de)半衰(shuai)期很短，經(jing)計算(suan)，地殼中任何時刻鈁的(de)含量約為30g。這使(shi)它成為除砹之外的(de)第二(er)稀有的(de)元(yuan)素。即使(shi)是(shi)在含量最高(gao)的(de)礦石中，每噸也只有0.0000000000037克(ke)。

同位素

現(xian)已發現(xian)質量數199～232的(de)鈁的(de)全部同(tong)位素(su)，其中只(zhi)有鈁-223、224是天然放射性(xing)同(tong)位素(su)，以鈁-223的(de)半衰期最(zui)長，約22分鐘。其余都(dou)是通過人工核反應合成(cheng)的(de)。

世界紀錄

世界上最不(bu)(bu)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)的天然元素(su)：鈁，1939年由(you)法國巴(ba)黎(li)居里研究所的Maguerite Perey發現，是元素(su)周期表中(zhong)最不(bu)(bu)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)的自然存(cun)在元素(su)，其(qi)最穩(wen)(wen)(wen)定(ding)的同(tong)位素(su)鈁-223的半衰期僅為22分鐘。（吉尼斯世界紀錄(lu)）