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.

Франций — Знаешь как

Франций это радиоактивный химический элемент, простое вещество, обозначается символов Fr.

Франций — чрезвычайно редкий и нестабильный элемент, который помещен в группу 1, период 7 Периодической таблицы Менделеева.

Это радиоактивный элемент и щелочной металл. Это также последний обнаруженный природный элемент.

Содержание страницы

(Francium; от назв. Франции), Fr — радиоактивный химический элемент первой группы (1) (устаревшая классификация: I группы) седьмого периода периодической системы элементов.

Атомный номер 87.

Стабильных изотопов не имеет. Получены 18 радиоактивных изотопов с массовыми числами от 204 до 224 и периодами полураспада от 5 • 10^-3 сек (218 Fr) до 23 мин (212 Fr).

Существование химического элемента и некоторые его св-ва предсказал (1870) рус. ученый Д. И. Менделеев, назвав неизвестный в то время элемент экацезием.

История

Открыт франций (экацезий) в 1939 французкой исследовательницей М. Перей при изучении радиоактивного распада актиния и назван «актинием К». В 1949 «актиний К» переименован во франций.

Нахождение франция в природе

В природе встречаются изотопы 223 Fr и 221 Fr, из них изотоп 223 Fr — как продукт радиоактивного распада актиния 227Ас.

Физические свойства

В 1m природного урана содержится 0,2 мг 227Ас и 3,8 • 10^-10 г 223 Fr. Франций— самый тяжелый элемент среди металлов щелочной группы.

Атомный радиус 12,83 А. Ионный радиус Fr+ равен 1,80 А. Плотность (т-ра 20° С) 2,44 г/см3; t_пл 20° С; t_кип 630° С; теплоемкость 0,0338 кал/г-град; электрическое сопротивление (т-ра 18 С) 45• 10^—6 ом-см.

Химические свойства франция

По химическим свойствам франций — полный аналог рубидия и цезия.

Гидроокись фторид, хлорид, нитрат, сульфат, сульфид, карбонат, ацетат и оксалат франция хорошо растворяются в воде; перхлорат, пикрат, иодат, хлороплатинат, хлоровисмутат, хлоро-антимонат, хлоростаннат и кобаль-тинитрит франция, а также двойная соль Fr₉Bi₂I₉ и соли франция с гетерополикис-лотами плохо растворимы в воде.

С помощью франция определяют наличие актиния в природных объектах. Изотоп 223 Fr находит применение в биологических исследованиях.

Характеристика элемента

Это последний и самый тяжелым металл первой группы получен искусственно, свойства его изучены мало.

Его валентный электрон находится на 7s-орбитали, а радиус атома самый большой среди всех элементов периодической системы. Франций радиоактивный химический элемент.

Стабильных изотопов не имеет, а те, что известны — короткоживущие и быстро распадаются, испуская β-излучение (электроны). На всем земном шаре его едва найдется ~500г.

Свойства простого вещества и соединений

Все данные по свойствам франция получены экстраполяцией на основании результатов по совместному осаждению с другими элементами.

В химическом отношении I (йод) г самый ближайший аналог цезия, по франций еще более электроположителен . Единственная устойчивая степень его окисления +1.

Получение

Получают франций только в виде его соединении путем отделения от актиния. С помощью ионнообменного разделения па колонке со смолой «Дауэкс-50» может быть получено микроскопическое количество франция 95%-пой чистоты.

Однако период его полураспада 22 мин, т. е. через каждый такой интервал количество его уменьшается вдвое.

Франций выделяют разными методами из продуктов распада 227Ас, из урановой смоляной руды, из продуктов облучения тория и урана быстрыми протонами, а также из продуктов облучения золота ионами 22Ne.

При выделении франция из продуктов распада 227Ас водный раствор хлорида актиния кипятят с избытком углекислого натрия,   осадок   отфильтровывают,   в фильтрат добавляют соляную к-ту и снова кипятят для разрушения карбонат-ионов.

Затем добавляют небольшие количества хлорида лантана и бария, хромата калия и гидроокиси аммония.

После этого осадок хроматов отфильтровывают, а фильтрат, содержащий   223 Fr,   концентрируют упариванием.

Для выделения франция из растворов, содержащих, кроме солей франция, др. соединения, используют ионообменные смолы, методы электрофореза, хрохматографии и др.

Применение

Никакого применения пока еще не находит. Радиоизлучение франция помогает отыскивать актиний.

Появились публикации, в которых утверждается, что радиоактивность франция может оказаться полезной при диагностике онкологических заболеваний: он избирательно способен накапливаться в опухолях на самых ранних стадиях их развития.

Часто задаваемые вопросы по Франций?

Что такое Франций?

Франций — последний элемент, открытый в природе. Это радиоактивный элемент, который чрезвычайно реакционноспособен и нестабилен. Он имеет атомный номер 87.

Кто открыл Франций?

Маргарита Перей открыла Францию в 1939 году. Она работала с актинием, когда заметила, что Ac также испускает слабое альфа-излучение, которое приводит к образованию франция из-за радиоактивного распада.

Почему Франций опасен?

Франций — это, прежде всего, радиоактивный элемент. Любой радиоактивный элемент вреден для человеческого организма.

На самом деле, Маргарита Перей действительно заболела раком из-за длительного воздействия актиния (и, следовательно, франция).

Во-вторых, франций является щелочным металлом, поэтому он бурно реагирует с водой, что приводит к взрыву.

Почему Францию назвали эка-цезием?

Перед открытием какого-либо элемента ему предварительно присваивают имя, учитывая, какой элемент находится над ним и сколько ящиков над ним в Периодической таблице.

Если еще не обнаруженный элемент содержит алюминий всего на одну ячейку выше, он будет называться eka-Aluminium.

Аналогично, если еще не обнаруженный элемент имеет уже обнаруженный элемент на два или три поля выше него, он будет назван как dvi или tri (соответственно), за которым следует имя уже обнаруженного элемента.

До открытия франция над обозначенной ячейкой находился цезий. Поэтому он был условно назван эка-Цезий.

Что такое экофранций?

Экофранций это предварительное название еще не открытого элемента. Он был назван Ununennium. В народе он известен как элемент 119, основанный на его атомном номере.

Каковы основные свойства франция?

1. Fr — это радиоактивный элемент

2. Он распадается на радий

3. Он производит бета-излучение.

4. Это последний природный элемент, открытый на сегодняшний день.

5. Франций имеет атомный номер 87.

6. Это щелочной металл.

7. Fr очень нестабилен, его период полураспада составляет всего 22 минуты.

8. Франций бурно реагирует с водой.

Статья на тему франций

Франций

Зона данных | Открытие | Факты | Внешний вид и характеристики | Использование | Изобилие и изотопы | Каталожные номера

87

Fr

(223)

Химический элемент франций относится к щелочным металлам. Он был открыт в 1939 году Маргаритой Перей.

Зона данных

Классификация:	Франций – щелочной металл
Цвет:	серебристо-серый металлик (предположительно)
Атомный вес:	(223), без стабильных изотопов
Состояние:	твердый
Температура плавления:	27 или С, 300 К
Точка кипения:	677 или С, 950 К
Электроны:	87
Протоны:	87
Нейтроны в наиболее распространенном изотопе:	136
Электронные оболочки:	2,8,18,32,18,8,1
Электронная конфигурация:	[Rn] 7 с 1
Плотность @ 20 или C:	1,873 г/см 3

Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление,

Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости

Атомный объем:	71,07 см 3 /моль
Структура:	считается bcc: объемно-центрированная кубическая
Твердость:	–
Удельная теплоемкость	–
Теплота плавления	2 кДж моль -1
Теплота распыления	73 кДж моль -1
Теплота парообразования	64 кДж моль -1
1 ст энергия ионизации	384 кДж моль -1
2 nd энергия ионизации	–
3 rd энергия ионизации	–
Сродство к электрону	–
Минимальная степень окисления	0
Мин. общее окисление нет.	0
Максимальная степень окисления	1
Макс. общее окисление нет.	1
Электроотрицательность (шкала Полинга)	0,7
Объем поляризуемости	48,7 Å 3
Реакция с воздухом	–
Реакция с 15 M HNO 3	–
Реакция с 6 М HCl	энергичный, ⇒ H 2 , FrCl
Реакция с 6 М NaOH	энергичный, ⇒ H 2 , FrOH
Оксид(ы)	–
Гидрид(ы)	–
Хлорид(ы)	–
Атомный радиус	–
Ионный радиус (1+ ион)	194 вечера
Ионный радиус (2+ ион)	–
Ионный радиус (3+ ион)	–
Ионный радиус (1-ион)	–
Ионный радиус (2-ионный)	–
Ионный радиус (3-ионный)	–
Теплопроводность	3,61 Вт·м -1 К -1
Электропроводность	–
Температура замерзания/плавления:	27 или С, 300 К

Этот образец урановой руды содержит около 100 000 атомов франция-223 (3,3 x 10 ^-20 г). Франций радиоактивен; менее 30 г его существует на Земле в любой момент времени. Изображение №

(1)

Открытие франция

Доктор Дуг Стюарт

Франций был открыт Маргерит Перей в 1939 году, когда она исследовала радиоактивный распад актиния-227.

Открытие произошло в Институте Кюри в Париже. Элемент получил свое название от страны его открытия – Франции.

Открытие началось в 1935 году, когда Перей в возрасте 26 лет прочитал исследовательскую работу, в которой утверждалось, что американские ученые обнаружили бета-частицы, испускаемые актинием, который имеет большее количество энергии, чем обычно.

Перей заинтересовалась этим открытием, и, уже будучи экспертом по работе, связанной с актинием, она решила провести свои собственные эксперименты с актинием. Она изготовила сверхчистый образец актиния и изучила его излучение. Перей обнаружил, что около 1% радиоактивности актиния было вызвано тем, что он испускал альфа-, а не бета-частицы.

Перей обнаружил, что актиний-227 может распадаться, испуская ядро ​​гелия (также называемое альфа-частицей) из собственного ядра. Образовавшееся дочернее ядро ​​представляло собой ранее не открытый элемент, который она решила назвать францием в честь своей родины, Франции.

²²⁷ Ac → ²²³ Fr + ⁴ He

С 87 протонами новый элемент относился к группе 1 периодической таблицы, присоединяясь к другим пяти щелочным металлам: литию, натрию, калию, рубидию и цезию.

Открытие франция завершило открытие человечеством природных элементов.

Все элементы, обнаруженные с тех пор, были обнаружены, когда элемент был произведен в лаборатории.

 

Щелочные металлы – свойства и реакции.

Ядро испускает бета-частицу (электрон) и антинейтрино. В результате нейтрон в ядре превращается в протон. Когда это делает элемент 87 периодической таблицы (франций), лишний протон означает, что он становится элементом 88 (радий).

Внешний вид и характеристики

Вредное воздействие:

Франций высокорадиоактивен.

Характеристики:

Франций — тяжелый, нестабильный, радиоактивный металл с максимальным периодом полураспада всего 22 минуты. Он имеет низкую температуру плавления (27 ^o C, 81 ^o F) и, если бы его можно было накопить в достаточном количестве, он был бы жидким в теплой комнате.

Франций — второй по редкости элемент в земной коре после астата. В любой момент времени на Земле существует менее тридцати граммов франция.

Франций является наименее электроотрицательным из всех элементов, поэтому он должен быть наиболее химически активным щелочным металлом. К сожалению, его нет в достаточном количестве, чтобы показать, как он реагирует с водой — его производят в крошечных количествах в ускорителях частиц. Теоретически его реакция с водой должна быть более бурной, чем у цезия, и гораздо более бурной, чем у натрия.

Франций совсем недавно изучался в Университете Стоуни-Брук в Нью-Йорке. Ученые улавливали до десяти тысяч атомов франция одновременно, используя лазерные лучи в магнитном поле, чтобы измерить их свойства.

Использование франция

В коммерческих целях франций не используется из-за его редкости и нестабильности. Он используется только в исследовательских целях.

Распад франция

Изотопы франция с массовыми числами от 200 до 232 чаще всего подвергаются альфа- или бета-распаду.

Вот лишь несколько примеров путей распада франция:

Франций-223 — самый долгоживущий изотоп этого элемента. Период полувыведения составляет 22 минуты. Он может испускать альфа-частицу (ядро гелия) с образованием астата-219.или бета-частица с образованием радия-223. (Бета-частица – это электрон, испускаемый ядром при превращении нейтрона в протон.)

Франций-221 имеет период полураспада 5 минут. Он может испускать альфа-частицу, образуя астат-217, или бета-частицу, превращаясь в радий-221.

Франций-216 имеет период полураспада 0,7 микросекунды. Он может испускать альфа-частицу с образованием астата-212 или позитрон с образованием радона-216.

Франций-212 имеет период полураспада 19 минут. Он может испускать альфа-частицу с образованием астата-208 или захватывать орбитальный электрон с образованием радона-212. ⁽²⁾ (Во время орбитального захвата электрона ядро ​​захватывает один из собственных электронов атома и испускает нейтрино.)

Изобилие и изотопы

Изобилие в земной коре: ~ 0 частей на миллион, ~ 0 частей на миллион

Изобилие солнечной системы: ~ 0 частей на миллиард по массе, ~ 0 частей на миллиард по молям

Стоимость в чистом виде: $ за 100 г

Стоимость в массе: $ за 100 г

Источник: Франций встречается в природе в результате альфа радиоактивный распад актиния.

Изотопы: Франций имеет 33 изотопа, период полураспада которых известен, с массовыми числами от 200 до 232. Ни один из них не является стабильным. ²²³ Fr имеет самый длинный период полувыведения — 21,8 минуты.

Каталожные номера

1. Фото Конрада Редера
2. Э.К. Хайд, А. Гиорсо, Г.Т. Seaborg, Physical Review., 1950, 77, стр. 765, выпуск 6.

Процитировать эту страницу

Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

 Francium
 

или

 факты об элементе франций
 

Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

 «Франций». Химическая периодическая таблица. Chemicool.com. 11 января 2015 г. Интернет.
. 

Этот месяц в истории физики

В конце концов, француженка по имени Маргерит Перей станет тем, кто назовет элемент именем своей родины.

В 1938 году, в возрасте 29 лет, Перей десять лет проработал в Институте радия в Париже.

Она начала свою карьеру там в качестве личного помощника Марии Кюри, получив эту работу из-за того, что она была лучшей ученицей женского профессионального училища для техников-химиков. Самая младшая из пяти детей, Перей отказалась от своей мечты поступить в медицинскую школу и выбрала этот путь в ответ на смерть отца, из-за которой ее семья столкнулась с финансовыми трудностями, когда она была ребенком.

Исследователи института изучали актиний, редкоземельный элемент, открытый почти четыре десятилетия назад. Ученые еще мало знали об этом. Этот элемент представлял собой экспериментальную проблему из-за своей редкости: специалисты института извлекли всего один или два миллиграмма актиния из десяти тонн урановой руды. Кроме того, им было трудно отделить актиний от его химически похожего родственника, лантана. Одной из рутинных задач Перея в институте было выделение актиния из руды. Она смешала руду с химикатами, чтобы образовались нежелательные соединения, которые она затем удалила.

Предоставлено: Musée Curie

Маргерит Перей в 1938 году

Вскоре после Рождества 1938 года Перей обнаружил любопытный сигнал при измерении бета-излучения своих образцов. Радиация увеличилась в первые 20 минут или около того, указывая на то, что актиний распадался на бета-излучающую дочь. Перей подозревала, что излучателем был 87-й элемент. Она попросила трехнедельный отпуск, чтобы поработать над своими идеями. Ее руководитель Андре Дебьерн, также первооткрыватель актиния, сначала отклонил ее просьбу. В конце концов он согласился, заявив при этом, что считает «идею глупой и приведет к провалу», вспоминал позже Перей.

Перей действовал быстро. 7 января 1939 года, смешивая различные химические вещества, она обнаружила, что вещество осаждается перхлоратом цезия. Это указывало на то, что вещество было химически похоже на цезий, щелочной металл. Соединяя точки, она пришла к выводу, что нашла 87-й элемент, период полураспада которого составляет 21 минуту. Следуя соглашению об именах продуктов распада радиоактивных элементов, Перей назвала его Actinium K.

. Но научный истеблишмент не принял ее вывод. Нобелевский лауреат и физик Жан Перрен, представивший свое открытие двумя днями позже в Академии наук, не поддержал ее работу. После того, как журналист сообщил об открытии Перея, Перрин написал в газету, что Хулубей, работавший в лаборатории Перрина, открыл элемент 87, а актиний К Перея был просто изотопом его стабильного молдавия.

Истеблишмент не признавал ее открытие до 1946 года. (Исследователи опровергли молдавию после того, как ядерные исследования показали, что у элемента 87 нет стабильных изотопов.) Международный комитет по номенклатуре предложил Перей назвать этот элемент. Ее первым предложением было «catium», отсылающее к слову «катион», но ее начальник, Ирэн Жолио-Кюри, сказала, что это вызовет у носителей английского языка слово «кошки». Вместо этого Перей выбрал «франций», сделав его вторым после галлия элементом, названным в честь Франции.

Но саботаж Перрин, вызвавший годы скептицизма со стороны ее сверстников, запятнал чувство успеха Перей. Вспоминая о своем открытии годы спустя, она сказала: «Даже если период после моего обнаружения франция принес определенные почести, я также прошла через минуты слез и обманов, вызванных гнусными чертами человеческого характера: проявлениями низости и вероломства».

В 1939 году у Перея не было даже эквивалента степени бакалавра. Получив формальное образование после своего открытия, она получила докторскую степень в 1946 из Парижского университета. Она продолжала изучать франций, а затем в 1949 году возглавила отделение ядерной химии в Страсбургском университете. В 1962 году она стала первой женщиной, избранной во Французскую академию наук.

Но работа Перей нанесла ущерб: радиационное облучение, вероятно, стало причиной приступов болезни, от которых она страдала на протяжении всей своей жизни. В конечном итоге это привело к раку кости, который унес ее жизнь в 1975 году в возрасте 65 лет.

Трудно переоценить дотошность Перей, которая успешно извлекла и охарактеризовала такие крошечные количества франция из руды. «Она была великолепна, — говорит Луис Ороско, физик из Мэрилендского университета, который проводит эксперименты с францием. «Но это было не гламурно. Это была систематическая, кропотливая работа».

Ороско синтезирует франций в ускорителе. Изотоп, с которым он сейчас работает, имеет период полураспада около трех минут. Из-за его эфемерности его команда сначала репетирует свои эксперименты с более стабильными атомами рубидия. Они работают с от одного до десяти миллионов атомов франция за раз. Более того, они рискуют нарушить требования радиационной безопасности и вынуждены эвакуировать лабораторию.

Такие исследователи, как Ороско, изучают франций, чтобы исследовать фундаментальные науки. Его тяжелое ядро ​​делает его многообещающей платформой для изучения слабого ядерного взаимодействия, говорит Ороско. В частности, он работает над измерением электронных переходов во франции, вызванных взаимодействием электрона с ядром посредством слабого взаимодействия. Эти переходы являются примером несохранения четности, когда законы физики различаются между системой и ее зеркальным отражением. Он потратил более двадцати лет на то, чтобы выяснить, как производить, улавливать и манипулировать элементом. По словам Ороско, другие исследователи также предложили молекулы франция в качестве кандидата для изучения симметрии обращения времени.

После долгих лет эволюции названий франций может создать себе новое имя.

София Чен — писатель-фрилансер из Колумбуса, штат Огайо.

Дополнительная литература:

В. Гринвуд, «Моя двоюродная бабушка открыла франций. Это убило ее». ( New York Times , 3 декабря 2014 г.).

Дж. П. Адлофф и Г. Б. Кауфманн, «Франций (атомный номер 87), последний открытый природный элемент», The Chemical Educator (1 октября 2005 г.).

С. С. Престон, «Маргерит Перей (1909–1975): первооткрывательница франция» (серия симпозиумов ACS, 14 декабря 2018 г.).

У. Даммалапати и др., «Франций: инструмент для фундаментальных исследований симметрии» (Материалы 12-й Международной конференции по физике антипротонов низких энергий).