A franciumA 87-es rendszámú Fr szimbólum az 1. csoportjába tartozó elem Periódusos táblázat, az alkálifémek. A csoport többi elemével ellentétben azonban a franciumnak nincsenek stabil izotópjai, ami még a felfedezését is megnehezítette. Valójában a francium volt az utolsó felfedezendő elem és természetes mintákból izolálják.
Nagy atomi instabilitása nem teszi lehetővé látható és nehéz minták előállítását, ezért fizikai-kémiai tulajdonságait más alkálifémek adataiból extrapoláljuk. Becslések szerint mindössze 30 gramm francium van a földkéregben, ezért a második legritkább elem a bolygón, mögött csak az asztatin.
Olvasd el te is: Rubídium - speciális üvegek és atomórák gyártásához használt elem
francium összefoglaló
A francium egy alkálifém, amely a periódusos rendszer hetedik periódusában található, jele Fr, Z = 87.
Nem rendelkezik stabil izotópokkal, és a második legritkább elem a bolygón.
Legstabilabb izotópjának ideje van fél élet 22 perc.
Ez az elem a legnagyobb atomsugár a periódusos rendszerben, amellett, hogy a leginkább elektropozitív.
Csak nukleáris eljárásokkal nyerhető, nehezen izolálható.
A franciummal kapcsolatban továbbra sincsenek gyakorlati alkalmazások.
Francium tulajdonságai
Szimbólum: Fr.
atomtömeg: 223,02 u.
Fúziós pontOlvadáspont: 22°C (becsült).
Forráspont: 665 °C (becsült érték).
Sűrűség: 2,5 g/cm³ (becsült érték).
elektronegativitás: 0,79.
Elektronikus elosztás: [Rn] 7s1.
→ Videó lecke a kémiai elemek periodikus és időszakos tulajdonságairól
Francium jellemzői
a francium több izotópja van, de a 233-as izotóp a legstabilabb, felezési ideje 22 perc. Csak a 212-es izotópnak van hasonló felezési ideje 21 perc, míg a többinél meg sem közelítik ezt, sőt akár másodperces nagyságrendűek is lehetnek.
ez mind atomi instabilitás akadályozza a fontos fizikai jellemzők és tulajdonságok meghatározását. Valójában az ismert tulajdonságokat extrém körülmények között érték el. hígítás (10-es nagyságrendű koncentráció-15 mol/L).
Mint alkálifém, oxidációs száma +1. A kísérletek azt is kimutatták, hogy a francium a legtöbb elem elektropozitív a periódusos rendszerből. Ennek az elemnek a másik vezető pozíciója a táblázatban a legnagyobb átmérőjű, 2,7 angström (10)-10 m).
Más alkálifémekhez hasonlóan a francium is oldatban marad, míg más elemek hidroxidok, karbonátok, fluoridok, szulfidok, kromátok stb. formájában kicsapódnak.
Olvasd el te is: Mik azok a radioaktív elemek?
Francium megszerzése
A Francium-223, a Fr legstabilabb izotópja volt először az aktin-227 alfa-emisszióján keresztül mutatták ki. Francium (212-es izotóp) bombázással is előállítható Arany (197Au) oxigénnel-18 (18O) atomreaktorban.
A franciumot többféle módon lehet beszerezni. Például, lehetőség van a kicsapásra a cézium, keresztül sók nehezen oldódó elemek, például perklorát (ClO4-), hexaklór-platinát (PtCl62-), jodát (IO4-), mások között. A cézium és a francium szétválasztása azonban várhatóan nagyon nehéz lesz.
Az 1960-as és 1970-es években kifejlesztett egyéb módszerek lehetővé tették a a francium elválasztása a cézium és rubídium oldatoktól kationcserélő gyantákon keresztül. Az aktinium-227 alfa-emissziójából felfedezett francium-223 szelektív kicsapási technikákkal is elválasztható az aktiniumtól és más bomlástermékektől. Van egy másik viszonylag sikeres technika is: a francium-klorid (FrCl) szublimációja 300 °C körüli hőmérsékleten.
A francium alkalmazásai
A patkányokon végzett vizsgálatok arra a következtetésre jutottak, hogy a francium felhalmozódik a vesében, a májban és a nyálmirigyekben. Emellett a nukleáris medicinában, a rák diagnosztizálásában próbálták alkalmazni, de az előkészítés és az elkülönítés nehézségei kivitelezhetetlenné tette a projektet. Ez a tulajdonság az alacsony felezési idejével együtt franciumot eredményez egy a néhányból elemeket nincs gyakorlati alkalmazás.
Azonban az a tény, hogy a a periódusos rendszer legnagyobb atomsugara és csak egy elektron van benne vegyértékréteg néhány kutatót kíváncsivá tesz a természetére. 2002-ben egy kutatócsoportnak az Egyesült Államokban sikerült csapdába ejteni 300 000 francium atomot, hogy többet tudjon meg az elemről.
Nézze meg podcastunkat: Kemény, mint a gyémánt: mit jelent?
francium története
Ami kiemelkedik a francium történetéből, az az, hogy hányszor mondták az emberek, hogy utána fedezték fel Mengyelejev 1871-ben jósolta meg ennek az elemnek a létezését, nevében eka-cézium.
Régóta ismert, hogy a 83-as elem, a bizmut után a periódusos rendszer csak a radioaktív és instabil elemeket mutatja – kivéve az uránt és a tóriumot. Ennek ellenére ez nem vette el sok tudós kedvét attól, hogy természetes forrásokban keresse a 87-es elemet, és leggyakrabban azt állítsa, hogy felfedezték.
Például, 1925-ben Dobroserdov orosz kémikus gyengeséget észlelt radioaktivitás mintájában kálium, arra a következtetésre jutott, hogy ez a 87-es elem, és elnevezte oroszország, szülőhazája tiszteletére. A legjobb magyarázat azonban az volt, hogy valójában az izotópból származó radioaktivitást észlelték. 40K, egy béta-kibocsátó, amely a természetes kálium körülbelül 0,012%-át teszi ki.
1926-ban az angol kémikusok, Druce és Loring, a mangán(II)-szulfát spektrumvonalainak elemzésekor, feltételezték a 87-es elemre vonatkozó egyes vonalak megfigyelését is, amelyekre később javasolták a neve lúg. A bizonyítékok gyengesége azonban eltántorította a kutatókat a továbblépéstől.
Aztán 1930-ban Fred Allison bejelentette a 87-es elem felfedezését, miután néhány kísérletet végzett polucit (céziumban gazdag érc) és lepidolit (egy érc lítium összetételében). Allison javasolta a nevet virginium az amerikai Virginia állam tiszteletére. 1934-ben azonban MacPherson pontatlanságokat mutatott be Allison felfedezésében.
Két évvel később Jean Perrin, egy francia fizikus, akiről ismert, hogy megerősítette Einstein Brown-mozgáselméletét, feltéve, hogy: így elegendő bizonyíték az atomok létezésére, és csatlakozott Horia Hulubei római fizikushoz a sugarakkal végzett kísérletek sorozatához. X. Ezután megkapták a várt eredményeket a 87-es elemre vonatkozóan, amelyet azonnal el is neveztek moldávium, utalva a moldovai régióra, Hulubei szülőhelyére. Az értelmezések fényében azonban ismét kritizálták a művet.
Egyik kutató sem tudta megérteni, de az történt, hogy a franciumnak nagyon instabil izotópjai vannak, nagyon rövid felezési idővel. A szerencsétlenség olyan volt még a 87-es elem hiányát is figyelembe vették.
1939-ben azonban a 87-es elemet valaki fedezte fel, aki nem más, mint laboratóriumi asszisztensként kezdte. Marie Curie, Párizsban: A francia Marguerite Perey. A radioaktív minták kezelésében és tisztításában jó szakértelemmel rendelkező Perey-t megbízták a 89-es elem radioaktív aktiniummintájának elemzésével.
a tudós elsőként figyelte meg az aktínium által termelt alfa és béta kibocsátást, feltárva egy új elemet, melynek felezési ideje 21 perc. A francia nő ezután óvatosan bejelentette felfedezését, és 1946-ban megvédte doktori disszertációját. 87. elem: Actinium-K.
Az új elemet ezután franciumnak nevezték el, szülőföldje tiszteletére, kezdetben a Fá szimbólummal. 1949-ben a A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Szövetsége (Iupac) megerősítette az elemet a Perey által adott néven, de 1951-ben a szimbólumot Fr.
Gyakorlatokat oldott meg franciumon
1. kérdés
A francium (Fr, Z = 87) rövid felezési idejű, instabil alkálifém. Ismeretes azonban, hogy más alkálifémekhez hasonló tulajdonságai vannak.
A fenti információk alapján mi a valószínű vegyület, amely a francium és a bróm között keletkezik (Br, Z = 35)?
A) FrBr2
B) Fr2br
C) FrBr
D) FrBr3
Válasz
A francium, mint alkálifém, NOX-értéke +1. Már a bróm, a halogén, oxigén hiányában a NOX értéke -1. Ezért a legvalószínűbb vegyület közülük a C betű, az FrBr.
2. kérdés
Az atomsugár rendkívül fontos periodikus tulajdonság, hiszen nemcsak méretük alapján különbözteti meg az atomokat, hanem segít megérteni az atomok reakciókészségét és egyéb tulajdonságait is.
A periódusos rendszer elemei közül a legnagyobb atomsugárral rendelkező elem:
A) F
B) Cs
C) H
D) Fr
E) Og
Válasz
Ismeretes, hogy az atom sugara annál nagyobb, minél nagyobb az elem periódusa és minél kisebb a száma elektronok a vegyértékrétegben. Így a legnagyobb sugarú elem a francium, az Fr, mivel a periódusos rendszer hetedik periódusában van, és csak egy vegyértékelektronja van.
Írta: Stéfano Araújo Novais
Kémia tanár