THE francium, symbol Fr, atomové číslo 87, je prvek patřící do skupiny 1 Periodická tabulkaalkalické kovy. Na rozdíl od ostatních prvků skupiny však francium nemá stabilní izotopy, což dokonce ztěžovalo jeho objev. Ve skutečnosti bylo francium poslední prvek, který má být objeven a izolovány v přírodních vzorcích.
Jeho velká atomová nestabilita neumožňuje získat viditelné a těžké vzorky, proto jsou jeho fyzikálně-chemické vlastnosti extrapolovány z údajů jiných alkalických kovů. Odhaduje se, že v zemské kůře je pouze 30 gramů francia, což ho tvoří druhý nejvzácnější prvek na planetě, za pouze astatinem.
Přečtěte si také: Rubidium — prvek používaný při výrobě speciálních skel a atomových hodin
francium shrnutí
Francium je alkalický kov nacházející se v sedmé periodě periodické tabulky, symbol Fr, Z = 87.
Nemá žádné stabilní izotopy a je druhým nejvzácnějším prvkem na planetě.
Jeho nejstabilnější izotop má čas poločas rozpadu 22 minut.
Je to prvek s největší atomový paprsek periodické tabulky, kromě toho, že je nejvíce elektropozitivní.
Lze jej získat pouze jadernými procesy, které je obtížné izolovat.
Dosud neexistují žádné praktické aplikace související s franciem.
Vlastnosti Francium
Symbol: Fr.
atomová hmotnost: 223,02 u
Fúzní bod: 22 °C (odhad).
Bod varu: 665 °C (odhad).
Hustota: 2,5 g/cm³ (odhad).
elektronegativita: 0,79.
Elektronická distribuce: [Rn] 7 s1.
→ Video lekce o periodických a aperiodických vlastnostech chemických prvků
Charakteristika Francium
francium má několik izotopů, ale izotop 233 je nejstabilnější, dosahuje poločasu 22 minut. Pouze izotop 212 má podobný poločas rozpadu 21 minut, zatímco ostatní se tomu ani nepřibližují a mohou mít poločasy dokonce v řádu sekund.
tohle všechno atomová nestabilita brání stanovení důležitých fyzikálních charakteristik a vlastností. Ve skutečnosti byly známé vlastnosti získány za extrémních podmínek. ředění (koncentrace řádově 10-15 mol/l).
Jako alkalický kov je známo, že jeho oxidační číslo je +1. Experimenty také ukázaly, že francium je nejvíce prvkem elektropozitivní periodické tabulky. Další přední místo, které má tento prvek v tabulce, je prvek s největším průměrem, s 2,7 angström (10-10 m).
Stejně jako ostatní alkalické kovy zůstává francium v roztoku, zatímco jiné prvky se vysrážejí ve formě hydroxidů, uhličitanů, fluoridů, sulfidů, chromanů atd.
Přečtěte si také: Co jsou radioaktivní prvky?
Získání francia
Francium-223, nejstabilnější izotop Fr, byl poprvé detekován prostřednictvím alfa emise aktinu-227. Je také možné vyrobit francium (izotop 212) bombardováním zlato (197Au) s kyslíkem-18 (18O) v jaderném reaktoru.
Frantium lze získat řadou způsobů. Například, existuje možnost jeho vysrážení s cesium, přes soli málo rozpustné prvky, jako je chloristan (ClO4-), hexachloroplatičitan (PtCl62-), jodičnan (IO4-), mezi ostatními. Očekává se však, že oddělení cesia a francia bude velmi obtížné.
Jiné metody vyvinuté v 60. a 70. letech umožnily separace francia od roztoků cesia a rubidia přes katexové pryskyřice. Frantium-223, které bylo objeveno z alfa emise aktinia-227, lze také oddělit od aktinia a dalších produktů rozkladu selektivními precipitačními technikami. Existuje také další technika používaná s relativním úspěchem: sublimace chloridu francium (FrCl) při teplotách kolem 300 °C.
Aplikace francia
Testy na potkanech dospěly k závěru, že francium se hromadí v ledvinách, játrech a slinných žlázách. Kromě toho byl pokus o jeho uplatnění v nukleární medicíně, při diagnostice rakoviny, ale náročnost na přípravu a izolaci projekt znemožňovala. Tato vlastnost, přidaná k jeho nízkému poločasu rozpadu, dělá francium jeden z mála Prvky žádné praktické aplikace.
Nicméně skutečnost mít největší atomový poloměr periodické tabulky a mají pouze jeden elektron v valenční vrstva to udržuje některé výzkumníky zvědavé na jeho povahu. V roce 2002 se skupině výzkumníků ve Spojených státech podařilo zachytit 300 000 atomů francia, aby o tomto prvku zjistili více.
Podívejte se na náš podcast: Tvrdý jako diamant: co to znamená?
historie francia
To, co vyniká v historii francia, je počet případů, kdy lidé řekli, že je objevili poté Mendělejev předpověděl existenci tohoto prvku v roce 1871, pod jménem eka-cesium.
Již dlouho je známo, že po prvku 83, bismutu, periodická tabulka ukazuje pouze radioaktivní a nestabilní prvky — s výjimkami, jako je uran a thorium. Přesto to mnoho vědců neodradilo od hledání prvku 87 v přírodních zdrojích a častěji než od tvrzení o jeho objevu.
Například, v roce 1925 ruský chemik Dobroserdov pozoroval slabý radioaktivita ve vzorku draslík, došel k závěru, že by se jednalo o prvek 87 a pojmenoval jej Rusko, na počest své rodné země. Nejlepším vysvětlením této skutečnosti však bylo, že ve skutečnosti byla zjištěna radioaktivita z izotopu. 40K, beta zářič, který tvoří asi 0,012 % přírodního draslíku.
V roce 1926 angličtí chemici Druce a Loring při analýze spektrálních čar síranu manganatého (II. předpokládali také, že pozorují některé linie týkající se prvku 87, pro který později navrhli jméno alkalický. Slabost důkazů však výzkumníky odradila od postupu vpřed.
Poté, v roce 1930, Fred Allison prohlásil objev prvku 87 po několika experimentech se vzorky polucitu (ruda bohatá na cesium) a lepidolitu (ruda s lithium ve svém složení). Allison navrhla jméno virginium na počest amerického státu Virginie. V roce 1934 však MacPherson prokázal nepřesnosti v Allisonově objevu.
O dva roky později Jean Perrin, francouzský fyzik, o kterém je známo, že potvrdil Einsteinovu teorii Brownova pohybu a poskytl: tedy dostatečný důkaz pro existenci atomů, připojil se římský fyzik Horia Hulubei k sérii experimentů s paprsky X. Poté získali očekávané výsledky pro prvek 87, který okamžitě pojmenovali moldavium, s odkazem na Moldavsko, rodiště Hulubei. Nicméně, znovu, práce byla kritizována ve světle interpretací.
Žádný z výzkumníků nemohl pochopit, ale stalo se, že francium má velmi nestabilní izotopy s velmi krátkým poločasem rozpadu. Neštěstí bylo takové dokonce se uvažovalo o neexistenci prvku 87.
Nicméně v roce 1939 došlo k objevu prvku 87 někým, kdo začínal jako laboratorní asistent u nikoho jiného než Marie Curie, v Paříži: The Francouzská Marguerite Perey. S dobrou odborností v manipulaci a čištění radioaktivních vzorků byl Perey pověřen analýzou radioaktivního vzorku aktinia, prvku 89.
vědec byl první, kdo pozoroval emise alfa a beta produkované aktiniem, odhalující nový prvek s poločasem rozpadu 21 minut. Francouzka pak svůj objev opatrně oznámila a v roce 1946 obhájila doktorskou práci Prvek 87: Aktinium-K.
Nový prvek byl poté pojmenován francium na počest své rodné země, zpočátku se symbolem Fa. V roce 1949, Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (Iupac) potvrdila prvek s názvem, který dal Perey, ale v roce 1951 změnil symbol na Fr.
Řešená cvičení na francium
Otázka 1
Frantium (Fr, Z = 87) je alkalický kov s krátkým poločasem rozpadu a je nestabilní. Je však známo, že má některé vlastnosti podobné jiným alkalickým kovům.
Na základě výše uvedených informací, jaká je pravděpodobná sloučenina vytvořená mezi franciem a bromem (Br, Z = 35)?
A) FrBr2
B) Fr2br
C) FrBr
D) FrBr3
Odpověď
Frantium jako alkalický kov má NOX rovné +1. Již brom, a halogen, v nepřítomnosti kyslíku má NOX rovný -1. Nejpravděpodobnější sloučeninou mezi nimi je proto písmeno C, FrBr.
otázka 2
Atomový poloměr je extrémně důležitá periodická vlastnost, protože nejen odlišuje atomy z hlediska jejich velikosti, ale také pomáhá pochopit reaktivitu a další vlastnosti atomů.
Mezi prvky periodické tabulky je prvek, který má největší atomový poloměr:
A) F
B) Čs
C) H
D) Fr
E) Og
Odpověď
Je známo, že atomový poloměr je tím větší, čím větší je perioda prvku a čím menší je počet prvků elektrony ve valenční vrstvě. Prvek s největším poloměrem je tedy francium, Fr, protože je v sedmé periodě periodické tabulky a má pouze jeden valenční elektron.
Autor: Stéfano Araújo Novais
Učitel chemie
