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鈁(Francium)(台灣稱鍅,舊譯作鉣、錺)是一种放射性元素,化學符號是Fr,原子序數是87,是放射性元素Ac-227的α衰變產物,在自然界裡極微量的存在。本身帶有放射性,Fr-223是β輻射體,半衰期大約是21分鐘。已知的同位素有21種,但都是不穩定的放射性元素,而且半衰期極短。Fr-223是壽命最長的。在它後面壽命較長的3種同位素是Fr-212、Fr-222和Fr-221,它們的半衰期分別是19.3分鐘,14.8分鐘和4.8分鐘。

鈁的壽命很短,很難仔細研究它的化學性質。但它歸屬於鹼金屬,在一些方面和銫的性質相似。 受相對論效應等影響,鈁的金屬性反而不如銫,金屬活動性更是弱於鉀和鋇。

基本信息

中文名稱; 鈁

外文名稱; Francium

別名; 類銫 鍅

化學式; Fr

CAS登錄號; 7440-73-5

熔點; 27 ℃

沸點 677 ℃

水溶性; 與水反應

密度; 1.87 g/cm³

外觀; 銀白色質軟金屬

原子序數; 87

氧化態; +1

元素類別; 金屬元素

所屬周期; 第七周期

所屬主族; IA族(鹼金屬)

研究簡史

鈁是門捷列夫曾經指出的類銫,是莫斯萊所確定的原子序數為87的元素。它的發現經歷了彎曲的道路。

剛開始,化學家們根據門捷列夫的推斷--類銫是一個鹼金屬元素,是成鹽的元素,就嘗試從各種鹽類里去尋找它,但是一無所獲。

1925年7月英國化學家費里恩德特地選定了炎熱的夏天去死海,尋找它。但是,經過辛勞的化學分析和光譜分析後,卻絲毫沒有發現這個元素。

後來又有不少化學家嘗試利用光譜技術以及利用原子量作為突破口去找這個元素,但都沒有成功。

1930年,美國亞拉巴馬州工藝學院物理學教授阿立生宣布,在稀有的鹼金屬礦銫鎦石和鱗雲母中用磁光分析法,發現了87號元素。元素符號定為Vi。可是不久,磁光分析法本身被否定了,利用它發現的元素也就不可能成立。

到1939年,法國女科學家佩里在研究錒的同位素Ac-227的α衰變產物時。從中發現了87號元素,並對它進行研究。為了紀念她的祖國,把87號元素稱為francium,元素符號為Fr。

理化性質

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-鹼金屬

密度:1.870克/立方厘米

性狀:質軟(鹼金屬的特性)

顏色:有銀白色金屬光澤

原子屬性

相對原子質量:223.0197

原子半徑:0.27納米

價電子排布:7s1

價電子在每能級排布:2,8,18,32,18,8,1

電子數:2-8-18-32-18-8

電子層:K-L-M-N-O-P

氧化態:主要有 +1

晶體結構:體心立方晶胞,每個晶胞含有2個金屬原子

物理屬性

物質狀態:固態、具有放射性

熔點:300.2 K(27℃)

沸點:950 K(677℃)

化學性質

由於核不穩定,Fr-223的半衰期最長僅有21分鐘。其化學性質只能在痕量範圍內研究。是最重的鹼金屬元素,也同其他鹼金屬一樣極不穩定。鈁的化學性質活潑,所有的鈁鹽都是水溶性的。由於它有放射性,而且化學反應極度活躍,故此無法製得純鈁。

應用領域

由於它的不穩定和稀有,鈁還沒有商業應用。它已經用於生物學和原子結構的研究領域。鈁對癌症可能存在的診斷幫助的也已經被深入研究了,但是被認為並不實用。

鈁可在鈾礦及釷礦中發現,每1×10個鈾原子中才能找到一個鈁原子。也可透過以質子轟擊釷而獲得。或者通過以下核反應:197Au + 18O → 210Fr + 5n

鈁與銫載體一起用高氯酸鹽、氯鉑酸鹽或鎢硅酸鹽陰離子進行共沉澱,是分離痕量鈁的有效方法。[1]

參考文獻

  1. , 360國學 ,