THE francium, symboli Fr, atominumero 87, on ryhmään 1 kuuluva alkuaine Jaksollinen järjestelmä, alkalimetallit. Toisin kuin muut ryhmän elementit, franciumilla ei kuitenkaan ole stabiileja isotooppeja, mikä jopa teki sen löytämisen vaikeaksi. Itse asiassa francium oli se viimeinen löydettävä elementti ja eristetty luonnollisista näytteistä.
Sen suuri atomien epävakaus ei mahdollista näkyvien ja raskaita näytteiden saamista, joten sen fysikaalis-kemialliset ominaisuudet on ekstrapoloitu muiden alkalimetallien tiedoista. Fransiumia maankuoressa on arvioitu olevan vain 30 grammaa, mikä tekee siitä planeetan toiseksi harvinaisin alkuaine, takana vain astane.
Lue myös: Rubidium - elementti, jota käytetään erikoislasien ja atomikellojen valmistuksessa
francium yhteenveto
Francium on alkalimetalli, joka sijaitsee jaksollisen järjestelmän seitsemännessä jaksossa, symboli Fr, Z = 87.
Sillä ei ole stabiileja isotooppeja ja se on planeetan toiseksi harvinaisin alkuaine.
Sen stabiilimmalla isotoopilla on aika puolikas elämä 22 minuuttia.
Se on elementti, jolla on suurin atomin säde jaksollisen järjestelmän, sen lisäksi, että se on kaikkein sähköpositiivisin.
Sitä voidaan saada vain ydinprosesseilla, koska sitä on vaikea eristää.
Franciumiin liittyviä käytännön sovelluksia ei vielä ole.
Franciumin ominaisuudet
Symboli: Fr.
atomimassa: 223.02 u.
Fuusiopiste: 22°C (arvioitu).
Kiehumispiste: 665 °C (arvioitu).
Tiheys: 2,5 g/cm³ (arvioitu).
elektronegatiivisuus: 0,79.
Sähköinen jakelu: [Rn] 7s1.
→ Videotunti kemiallisten alkuaineiden jaksollisista ja jaksollisista ominaisuuksista
Franciumin ominaisuudet
francium siinä on useita isotooppeja, mutta isotooppi 233 on stabiilin, ja sen puoliintumisaika on 22 minuuttia. Ainoastaan isotoopin 212 puoliintumisaika on samanlainen 21 minuuttia, kun taas muiden isotoopin puoliintumisajat eivät ole sitä lähelläkään, ja niiden puoliintumisajat voivat olla jopa sekuntien luokkaa.
kaikki tämä atomien epävakaus estää tärkeiden fysikaalisten ominaisuuksien ja ominaisuuksien määrittämisen. Itse asiassa tunnetut ominaisuudet saatiin äärimmäisissä olosuhteissa. laimennus (pitoisuus luokkaa 10-15 mol/l).
Alkalimetallina sen hapetusluvun tiedetään olevan +1. Kokeet ovat myös osoittaneet, että francium on kaikkein elementti sähköpositiivinen jaksollisesta järjestelmästä. Toinen tämän elementin johtava asema taulukossa on se, jonka halkaisija on suurin, 2,7 angströmiä (10-10 m).
Kuten muutkin alkalimetallit, francium pysyy liuoksessa, kun taas muut alkuaineet saostuvat hydroksidien, karbonaattien, fluoridien, sulfidien, kromaattien jne. muodossa.
Lue myös: Mitä ovat radioaktiiviset elementit?
Franciumin hankkiminen
Francium-223, Fr: n stabiilin isotooppi, oli havaittiin ensimmäisen kerran aktiini-227:n alfaemission kautta. Franciumia (isotooppi 212) voidaan valmistaa myös pommittamalla kulta- (197Au) happi-18 (18O) ydinreaktorissa.
Frantiumia voidaan saada useilla tavoilla. Esimerkiksi, on mahdollisuus saostaa se cesium, kautta suolat niukkaliukoiset alkuaineet, kuten perkloraatti (ClO4-), heksaklooriplatinaatti (PtCl62-), jodaatti (IO4-), muiden välillä. Cesiumin ja franciumin erottamisen odotetaan kuitenkin olevan erittäin vaikeaa.
Muut 1960- ja 1970-luvuilla kehitetyt menetelmät mahdollistivat franciumin erottaminen cesium- ja rubidiumliuoksista kationinvaihtohartsien kautta. Frantium-223, joka löydettiin aktinium-227:n alfaemissiosta, voidaan myös erottaa aktiniumista ja muista hajoamistuotteista valikoivalla saostustekniikalla. On olemassa myös toinen suhteellisen menestyksekkäästi käytetty tekniikka: franciumkloridin (FrCl) sublimointi noin 300 °C: n lämpötiloissa.
Franciumin sovellukset
Rotilla tehdyissä kokeissa pääteltiin, että franciumia kertyy munuaisiin, maksaan ja sylkirauhasiin. Lisäksi sitä yritettiin soveltaa isotooppilääketieteessä, syövän diagnosoinnissa, mutta sen valmistelun ja eristämisen vaikeus teki hankkeen mahdottomaksi. Tämä ominaisuus, joka on lisätty sen alhaiseen puoliintumisaikaan, tekee franciumia yksi harvoista elementtejä ei käytännön sovellutuksia.
Kuitenkin tosiasia, että jaksollisen järjestelmän suurin atomisäde ja siinä on vain yksi elektroni valenssikerros se pitää jotkut tutkijat uteliaina sen luonteesta. Vuonna 2002 yhdysvaltalainen tutkijaryhmä onnistui vangitsemaan 300 000 franciumatomia saadakseen lisätietoja alkuaineesta.
Katso podcastimme: Kova kuin timantti: mitä se tarkoittaa?
franciumin historiaa
Franciumin historiasta erottuu se, kuinka monta kertaa ihmiset sanoivat löytäneensä sen jälkeen Mendelejev ennusti tämän elementin olemassaolon vuonna 1871, nimen alla eka-cesium.
On ollut pitkään tiedossa, että alkuaineen 83, vismutin, jälkeen jaksollinen taulukko näyttää vain radioaktiivisia ja epävakaita alkuaineita - lukuun ottamatta uraania ja toriumia. Siitä huolimatta tämä ei ole lannistanut monia tutkijoita etsimästä alkuainetta 87 luonnollisista lähteistä ja useimmiten väittämästä sen löytöä.
Esimerkiksi, vuonna 1925 venäläinen kemisti Dobroserdov havaitsi heikon radioaktiivisuus näytteessä kalium, päätellen, että tämä olisi elementti 87, ja nimeää sen Venäjä, kotimaansa kunniaksi. Paras selitys tosiasialle oli kuitenkin se, että itse asiassa havaittiin isotoopin radioaktiivisuutta. 40K, beetasäteilijä, joka muodostaa noin 0,012 % luonnollisesta kaliumista.
Vuonna 1926 englantilaiset kemistit Druce ja Loring analysoidessaan mangaani(II)sulfaatin spektriviivoja, he myös olettivat noudattavansa joitakin elementtiin 87 liittyviä viivoja, joita varten he myöhemmin ehdottivat nimi alkaliumia. Todisteiden heikkous sai kuitenkin tutkijoiden luopumaan etenemisestä.
Sitten vuonna 1930 Fred Allison väitti löytäneensä alkuaineen 87 kokeiltuaan joitain näytteillä polusiittia (rikas cesiumia sisältävä malmi) ja lepidoliittia (malmi, jossa on litium koostumuksessaan). Allison ehdotti nimeä neitsyt Yhdysvaltain Virginian osavaltion kunniaksi. Kuitenkin vuonna 1934 MacPherson osoitti epätarkkuuksia Allisonin löydössä.
Kaksi vuotta myöhemmin Jean Perrin, ranskalainen fyysikko, jonka tiedettiin vahvistaneen Einsteinin Brownin liikkeen teorian, tarjosi Näin ollen riittävä todiste atomien olemassaolosta liittyi roomalaisen fyysikon Horia Hulubein kanssa sarjaan säteillä tehtyjä kokeita. X. Sitten he saivat odotetut tulokset elementille 87, jonka he nimesivät välittömästi moldavium, viitaten Moldovan alueeseen, Hulubein syntymäpaikkaan. Teos sai kuitenkin jälleen kritiikkiä tulkintojen valossa.
Kukaan tutkijoista ei voinut ymmärtää, mutta tapahtui, että franciumilla on erittäin epävakaita isotooppeja, joilla on hyvin lyhyt puoliintumisaika. Epäonni oli sellainen elementin 87 puuttuminen jopa harkittiin.
Kuitenkin vuonna 1939 elementin 87 löysi joku, joka aloitti laboratorioavustajana kenellekään muulle kuin Marie Curie, Pariisissa: The Ranskalainen Marguerite Perey. Pereyllä oli hyvä asiantuntemus radioaktiivisten näytteiden käsittelystä ja puhdistamisesta, ja hänen tehtäväkseen oli analysoida radioaktiivinen aktiniuminäyte, alkuaine 89.
tiedemies oli ensimmäinen, joka havaitsi aktiniumin tuottamat alfa- ja beetapäästöt, paljastaa uuden elementin, jonka puoliintumisaika on 21 minuuttia. Ranskalainen nainen ilmoitti sitten varovasti löydöstään ja vuonna 1946 puolusti väitöskirjaansa Elementti 87: Actinium-K.
Uusi alkuaine nimettiin sitten franciumiksi kotimaansa kunniaksi, alun perin Fa-symbolilla. Vuonna 1949, International Union of Pure and Applied Chemistry (Iupac) vahvisti alkuaineen Pereyn antamalla nimellä, mutta vuonna 1951 tunnukseksi muutettiin Fr.
Ratkaistiin harjoituksia franciumista
Kysymys 1
Frantium (Fr, Z = 87) on alkalimetalli, jolla on lyhyt puoliintumisaika ja se on epästabiili. Sillä tiedetään kuitenkin olevan joitain samanlaisia ominaisuuksia kuin muilla alkalimetalleilla.
Mikä on todennäköinen yhdiste, joka muodostuu franciumin ja bromin välille yllä olevien tietojen perusteella (Br, Z = 35)?
A) FrBr2
B) Fr2br
C) FrBr
D) FrBr3
Vastaa
Frantiumin, alkalimetallina, NOX on +1. Jo bromi, a halogeeni, ilman hapen NOX on yhtä suuri kuin -1. Siksi todennäköisin yhdiste niistä on kirjain C, FrBr.
kysymys 2
Atomisäde on äärimmäisen tärkeä jaksollinen ominaisuus, sillä se ei ainoastaan erottele atomeja niiden koon perusteella, vaan auttaa myös ymmärtämään atomien reaktiivisuutta ja muita ominaisuuksia.
Jaksollisen järjestelmän elementeistä suurin atomisäde on:
A) F
B) Cs
C) H
D) Fr
E) Og
Vastaa
Tiedetään, että atomin säde on sitä suurempi mitä suurempi elementin jakso on ja mitä pienempi sen lukumäärä elektroneja valenssikerroksessa. Siten alkuaine, jolla on suurin säde, on francium, Fr, koska se on jaksollisen järjestelmän seitsemännessä jaksossa ja sillä on vain yksi valenssielektroni.
Kirjailija: Stéfano Araújo Novais
Kemian opettaja
