DE francium, symbol Fr, atomnummer 87, er et grunnstoff som tilhører gruppe 1 av Periodiske tabell, alkalimetallene. Imidlertid, i motsetning til de andre elementene i gruppen, har ikke francium stabile isotoper, noe som til og med gjorde oppdagelsen vanskelig. Faktisk var francium siste element som skal oppdages og isolert i naturlige prøver.
Dens store atomære ustabilitet tillater ikke å oppnå synlige og tunge prøver, derfor er dens fysisk-kjemiske egenskaper ekstrapolert fra dataene til andre alkalimetaller. Det er anslått at det bare er 30 gram francium i jordskorpen, noe som gjør det det nest sjeldneste elementet på planeten, bak bare astatinen.
Les også: Rubidium - element som brukes til fremstilling av spesielle briller og atomklokker
francium sammendrag
Francium er et alkalimetall som ligger i den syvende perioden av det periodiske system, symbol Fr, Z = 87.
Det har ingen stabile isotoper og er det nest sjeldneste grunnstoffet på planeten.
Dens mest stabile isotop har en tid på halvt liv 22 minutter.
Det er elementet med størst atomstråle av det periodiske system, i tillegg til å være det mest elektropositive.
Det kan kun oppnås ved kjernefysiske prosesser, og er vanskelig å isolere.
Det er fortsatt ingen praktiske anvendelser knyttet til francium.
Francium Eiendommer
Symbol: Fr.
atommasse: 223,02 u.
Fusjonspunkt: 22°C (estimert).
Kokepunkt: 665 °C (estimert).
Tetthet: 2,5 g/cm³ (estimert).
elektronegativitet: 0,79.
Elektronisk distribusjon: [Rn] 7s1.
→ Videoleksjon om periodiske og aperiodiske egenskaper til kjemiske elementer
Francium-egenskaper
francium har flere isotoper, men isotop 233 er den mest stabile, og når en halveringstid på 22 minutter. Bare isotop 212 har en tilsvarende halveringstid på 21 minutter, mens de andre ikke engang kommer i nærheten av det, og kan til og med ha halveringstider i størrelsesorden sekunder.
alt dette atomær ustabilitet hindrer bestemmelsen av viktige fysiske egenskaper og egenskaper. Faktisk ble de kjente egenskapene oppnådd under ekstreme forhold. fortynning (konsentrasjon i størrelsesorden 10-15 mol/L).
Som et alkalimetall er oksidasjonstallet kjent for å være +1. Eksperimenter har også vist at francium er det mest element elektropositiv av det periodiske system. En annen ledende posisjon som dette elementet har i tabellen er den med størst diameter, med 2,7 angström (10-10 m).
Som andre alkalimetaller forblir francium i løsning mens andre grunnstoffer utfelles i form av hydroksyder, karbonater, fluorider, sulfider, kromater, etc.
Les også: Hva er radioaktive grunnstoffer?
Å få francium
Francium-223, den mest stabile isotopen av Fr, var først oppdaget gjennom alfa-utslippet av aktin-227. Det er også mulig å produsere francium (isotop 212) ved bombardering gull (197Au) med oksygen-18 (18O) i en atomreaktor.
Frantium kan oppnås på en rekke måter. For eksempel, det er mulighet for å utfelle det med cesium, gjennom salter tungtløselige grunnstoffer som perklorat (ClO4-), heksaklorplatinat (PtCl62-), jodat (IO4-), mellom andre. Separasjon av cesium og francium forventes imidlertid å være svært vanskelig.
Andre metoder utviklet på 1960- og 1970-tallet tillot separasjon av francium fra cesium- og rubidiumløsninger gjennom kationbytterharpikser. Frantium-223, som ble oppdaget fra alfa-utslippet av aktinium-227, kan også separeres fra aktinium og andre nedbrytningsprodukter ved selektive utfellingsteknikker. Det er også en annen teknikk som brukes med relativ suksess: sublimering av franciumklorid (FrCl) ved temperaturer rundt 300 °C.
Anvendelser av francium
Tester med rotter konkluderte med at francium akkumuleres i nyrene, leveren og spyttkjertlene. I tillegg var det et forsøk på å anvende det i nukleærmedisin, i diagnostisering av kreft, men vanskeligheten med å forberede og isolere den gjorde prosjektet umulig. Denne egenskapen, lagt til dens lave halveringstid, gjør francium en av få elementer ingen praktiske bruksområder.
Imidlertid er det faktum å ha største atomradius i det periodiske systemet og har bare ett elektron i valenslag det holder noen forskere nysgjerrige på dens natur. I 2002 klarte en gruppe forskere i USA å fange 300 000 franciumatomer for å finne ut mer om grunnstoffet.
Sjekk ut vår podcast: Hard som en diamant: hva betyr det?
franciums historie
Det som skiller seg ut i historien til francium er antall ganger folk sa at de oppdaget det etter Mendeleev forutsa eksistensen av dette elementet i 1871, under navnet eka-cesium.
Det har lenge vært kjent at etter grunnstoff 83, vismut, viser det periodiske system bare radioaktive og ustabile grunnstoffer - med unntak som uran og thorium. Likevel har ikke dette frarådet mange forskere fra å lete etter element 87 i naturlige kilder og, oftere enn ikke, hevde oppdagelsen.
For eksempel, i 1925 observerte den russiske kjemikeren Dobroserdov en svak radioaktivitet i et utvalg av kalium, konkluderte med at dette ville være element 87 og navngi det Russland, til ære for sitt hjemland. Den beste forklaringen på dette var imidlertid at det faktisk ble oppdaget radioaktivitet fra isotopen. 40K, en beta-emitter som utgjør omtrent 0,012 % av naturlig kalium.
I 1926 analyserte de engelske kjemikerne Druce og Loring spektrallinjer av mangan (II) sulfat, de antok også å observere noen linjer knyttet til element 87, som de senere foreslo navnet til alkalinium. Svakheten i bevisene frarådet imidlertid forskere fra å gå videre.
Så, i 1930, hevdet Fred Allison oppdagelsen av element 87 etter noen eksperimenter med prøver av polusitt (en malm rik på cesium) og lepidolitt (en malm med litium i sin sammensetning). Allison foreslo navnet jomfru til ære for den amerikanske delstaten Virginia. Imidlertid demonstrerte MacPherson i 1934 unøyaktigheter i Allisons oppdagelse.
To år senere, Jean Perrin, en fransk fysiker kjent for å ha bekreftet Einsteins teori om Brownsk bevegelse, og ga, derfor, tilstrekkelig bevis for eksistensen av atomer, sluttet seg til den romerske fysikeren Horia Hulubei i en serie eksperimenter med stråler X. De oppnådde deretter forventede resultater for element 87, som de umiddelbart ga navn moldavium, med henvisning til Moldova-regionen, fødestedet til Hulubei. Men igjen ble verket kritisert i lys av tolkningene.
Ingen av forskerne kunne forstå, men det som skjedde er at francium har svært ustabile isotoper, med en veldig kort halveringstid. Ulykken var slik at manglende eksistens av element 87 ble til og med vurdert.
Men i 1939 skjedde oppdagelsen av element 87 av en som startet som laboratorieassistent for ingen ringere enn Marie Curie, i Paris: De Fransk Marguerite Perey. Med god ekspertise på håndtering og rensing av radioaktive prøver fikk Perey i oppgave å analysere en radioaktiv prøve av aktinium, grunnstoff 89.
vitenskapsmannen var den første som observerte alfa- og beta-utslippene produsert av aktinium, og avslører et nytt element med en halveringstid på 21 minutter. Den franske kvinnen kunngjorde deretter forsiktig oppdagelsen sin og forsvarte i 1946 doktorgradsavhandlingen Grunnstoff 87: Actinium-K.
Det nye elementet ble deretter kalt francium, til ære for sitt hjemland, først med Fa-symbolet. I 1949 ble International Union of Pure and Applied Chemistry (Iupac) bekreftet elementet med navnet gitt av Perey, men endret i 1951 symbolet til Fr.
Løste øvelser på francium
Spørsmål 1
Frantium (Fr, Z = 87) er et alkalimetall med kort halveringstid og er ustabilt. Imidlertid er det kjent å ha noen egenskaper som ligner på andre alkalimetaller.
Basert på informasjonen ovenfor, hva er den sannsynlige forbindelsen som dannes mellom francium og brom (Br, Z = 35)?
A) FrBr2
B) Fr2br
C) FrBr
D) FrBr3
Svare
Frantium, som et alkalimetall, har NOX lik +1. Allerede bromet, en halogen, i fravær av oksygen har NOX lik -1. Derfor er den mest sannsynlige forbindelsen blant dem bokstaven C, FrBr.
spørsmål 2
Atomradius er en ekstremt viktig periodisk egenskap, siden den ikke bare skiller atomer med tanke på størrelse, men også hjelper til med å forstå reaktiviteten og andre egenskaper til atomer.
Blant elementene i det periodiske system er grunnstoffet som har størst atomradius:
A) F
B) Cs
C) H
D) Fr
E) Og
Svare
Det er kjent at atomradiusen er større jo større periode elementet har og jo mindre antall elektroner i valenslaget. Dermed er grunnstoffet med størst radius francium, Fr, som det er i den syvende perioden av det periodiske system og har bare ett valenselektron.
Av Stéfano Araújo Novais
Kjemilærer