THE франциум, символ Fr, атомен номер 87, е елемент, принадлежащ към група 1 на Периодичната таблица, алкалните метали. Въпреки това, за разлика от другите елементи от групата, франциумът няма стабилни изотопи, което дори затруднява откриването му. Всъщност франциумът беше последният елемент, който трябва да бъде открит и изолирани в естествени проби.
Голямата му атомна нестабилност не позволява да се получат видими и тежки проби, поради което физикохимичните му свойства се екстраполират от данните на други алкални метали. Смята се, че в земната кора има само 30 грама франций, което го прави вторият най-рядък елемент на планетата, зад само астата.
Прочетете също: Рубидий — елемент, използван при производството на специални очила и атомни часовници
francium резюме
Францият е алкален метал, намиращ се в седмия период на периодичната таблица, символ Fr, Z = 87.
Той няма стабилни изотопи и е вторият най-рядък елемент на планетата.
Неговият най-стабилен изотоп има време от полуживот 22 минути.
Това е елементът с най-голямото атомен лъч от периодичната таблица, освен че е най-електроположителен.
Може да се получи само чрез ядрени процеси, тъй като е трудно да се изолира.
Все още няма практически приложения, свързани с франция.
Francium Properties
символ: о.
атомна маса: 223,02 u.
Точка на сливане: 22°C (приблизително).
Точка на кипене: 665 °С (приблизително).
Плътност: 2,5 g/cm³ (приблизително).
електроотрицателност: 0,79.
Електронно разпространение: [Rn] 7s1.
→ Видео урок за периодични и апериодични свойства на химичните елементи
Характеристики на франциум
франциумът има няколко изотопа, но изотопът 233 е най-стабилен, достигащ полуживот от 22 минути. Само изотоп 212 има подобен полуживот от 21 минути, докато другите дори не се доближават до това и дори може да имат полуживот от порядъка на секунди.
всичко това атомна нестабилност затруднява определянето на важни физични характеристики и свойства. Всъщност познатите свойства са получени при екстремни условия. разреждане (концентрация от порядъка на 10-15 mol/L).
Известно е, че като алкален метал, неговият окислителен брой е +1. Експериментите също показват, че франциум е най-елементът електроположителен на периодичната таблица. Друга водеща позиция, която този елемент има в таблицата, е тази с най-голям диаметър, с 2,7 ангстрьома (10-10 м).
Подобно на други алкални метали, францият остава в разтвор, докато други елементи се утаяват под формата на хидроксиди, карбонати, флуориди, сулфиди, хромати и др.
Прочетете също: Какво представляват радиоактивните елементи?
Получаване на франций
Франций-223, най-стабилният изотоп на Fr, беше за първи път открит чрез алфа емисия на актин-227. Също така е възможно да се произведе франций (изотоп 212) чрез бомбардиране злато (197Au) с кислород-18 (18О) в ядрен реактор.
Франций може да се получи по няколко начина. Например, има възможност за утаяването му с цезий, през соли трудно разтворими елементи като перхлорат (ClO4-), хексахлороплатинат (PtCl62-), йодат (IO4-), между други. Очаква се обаче разделянето на цезия и франция да бъде много трудно.
Други методи, разработени през 60-те и 70-те години на миналия век, позволяват отделяне на франций от разтвори на цезий и рубидий чрез катионообменни смоли. Франций-223, който е открит от алфа емисиите на актиний-227, също може да бъде отделен от актиний и други продукти на разпадане чрез селективни техники за утаяване. Има и друга техника, използвана с относителен успех: сублимация на франциев хлорид (FrCl) при температури около 300 °C.
Приложения на франций
Тестове с плъхове заключават, че франций се натрупва в бъбреците, черния дроб и слюнчените жлези. Освен това имаше опит да се приложи в ядрената медицина, при диагностицирането на рак, но трудностите при подготовката и изолирането му направиха проекта неосъществим. Тази характеристика, добавена към ниския му полуживот, прави франция един от малкото елементи няма практически приложения.
Въпреки това, фактът, че има най-големият атомен радиус на периодичната таблица и има само един електрон в валентен слой той държи някои изследователи любопитни за неговата природа. През 2002 г. група изследователи в Съединените щати успяха да уловят 300 000 атома на франций, за да научат повече за елемента.
Вижте нашия подкаст: Твърд като диамант: какво означава това?
история на франциум
Това, което се откроява в историята на франция, е колко пъти хората казват, че са го открили след това Менделеев предсказва съществуването на този елемент през 1871 г, под името на ека-цезий.
Отдавна е известно, че след елемент 83, бисмут, периодичната таблица показва само радиоактивни и нестабилни елементи — с изключения като уран и торий. Въпреки това, това не обезкуражава много учени да търсят елемент 87 в природни източници и по-често да твърдят, че са открили.
Например, през 1925 г. руският химик Добросердов наблюдава слаб радиоактивност в извадка от калий, заключавайки, че това ще бъде елемент 87 и го именувайки русия, в чест на родната си страна. Но най-доброто обяснение за факта беше, че всъщност беше открита радиоактивност от изотопа. 40K, бета емитер, който съставлява около 0,012% от естествения калий.
През 1926 г. английските химици Друс и Лоринг, когато анализират спектралните линии на манганов (II) сулфат, те също предполагат, че наблюдават някои линии, свързани с елемент 87, за който по-късно предложиха име на алкален. Въпреки това, слабостта на доказателствата обезкуражава изследователите да продължат напред.
Тогава, през 1930 г., Фред Алисън твърди, че е открит елемент 87 след някои експерименти с проби от полуцит (руда, богата на цезий) и лепидолит (руда с литий в състава му). Алисън предложи името вирджиниум в чест на американския щат Вирджиния. Въпреки това, през 1934 г. Макферсън демонстрира неточности в откритието на Алисън.
Две години по-късно Жан Перин, френски физик, за който е известно, че е потвърдил теорията на Айнщайн за Брауновското движение, предоставяйки: по този начин, достатъчно доказателства за съществуването на атоми, се присъедини към римския физик Хория Хулубей в серия от експерименти с лъчи Х. След това те получиха очакваните резултати за елемент 87, който незабавно назоваха молдавий, по отношение на района на Молдова, родното място на Хулубей. Въпреки това отново работата беше критикувана в светлината на интерпретациите.
Никой от изследователите не можа да разбере, но това, което се случи е, че францият има много нестабилни изотопи с много кратък полуживот. Нещастието беше такова дори се обмисляше несъществуването на елемент 87.
Въпреки това, през 1939 г., откриването на елемент 87 става от някой, който започва като лаборант на никой друг, Мари Кюри, в Париж: В френска Маргарита Перей. С добър опит в боравене и пречистване на радиоактивни проби, Perey е натоварен със задачата да анализира радиоактивна проба от актиний, елемент 89.
ученият е първият, който наблюдава алфа и бета емисиите, произведени от актиний, разкривайки нов елемент с период на полуразпад от 21 минути. Тогава французойката предпазливо обявява своето откритие и през 1946 г. защитава докторската си дисертация Елемент 87: Актиний-К.
След това новият елемент е наречен francium, в чест на родната си страна, първоначално със символа на Фа. През 1949 г., Международният съюз по чиста и приложна химия (Iupac) потвърди елемента с името, дадено от Perey, но през 1951 г. сменя символа на о.
Решени упражнения върху франциум
Въпрос 1
Франтият (Fr, Z = 87) е алкален метал с кратък период на полуразпад и е нестабилен. Известно е обаче, че има някои свойства, подобни на други алкални метали.
Въз основа на горната информация, какво е вероятното съединение, образувано между франций и бром (Br, Z = 35)?
А) FrBr2
Б) о2бр
В) FrBr
D) FrBr3
Отговор
Франтият, като алкален метал, има NOX, равен на +1. Вече бромът, a халоген, при липса на кислород има NOX равно на -1. Следователно, най-вероятното съединение сред тях е буквата C, FrBr.
въпрос 2
Атомният радиус е изключително важно периодично свойство, тъй като не само разграничава атомите по отношение на техните размери, но също така помага да се разбере реактивността и други свойства на атомите.
Сред елементите на периодичната таблица, елементът, който има най-голям атомен радиус е:
А) Ф
Б) Cs
В) H
Г) о
Д) Ог
Отговор
Известно е, че атомният радиус е по-голям, колкото по-голям е периодът на елемента и колкото по-малък е броят на електрони във валентния слой. По този начин елементът с най-голям радиус е франций, Fr, тъй като е в седмия период на периодичната таблица и има само един валентен електрон.
От Стефано Араужо Новаис
Учител по химия
