THE franciu, simbolul Fr, numărul atomic 87, este un element aparținând Grupului 1 al Tabelul periodic, metalele alcaline. Cu toate acestea, spre deosebire de celelalte elemente ale grupului, franciul nu are izotopi stabili, ceea ce a făcut chiar dificilă descoperirea sa. De fapt, franciul a fost ultimul element de descoperit și izolate în probe naturale.
Instabilitatea sa atomică mare nu permite obținerea de probe vizibile și grele, prin urmare, proprietățile sale fizico-chimice sunt extrapolate din datele altor metale alcaline. Se estimează că în scoarța terestră există doar 30 de grame de franciu, ceea ce îl face al doilea cel mai rar element de pe planetă, in spatele doar astatinei.
Citeste si: Rubidiu — element folosit la fabricarea ochelarilor speciale și a ceasurilor atomice
rezumat francium
Franciul este un metal alcalin situat în a șaptea perioadă a Tabelului Periodic, simbol Fr, Z = 87.
Nu are izotopi stabili și este al doilea cel mai rar element de pe planetă.
Cel mai stabil izotop al său are un timp de jumătate de viață 22 de minute.
Este elementul cu cel mai mare raza atomică din Tabelul Periodic, pe lângă faptul că este cel mai electropozitiv.
Poate fi obtinut doar prin procese nucleare, fiind greu de izolat.
Încă nu există aplicații practice legate de franciu.
Proprietăți Francium
Simbol: pr.
masă atomică: 223,02 u.
Punct de fuziune: 22°C (estimat).
Punct de fierbere: 665 °C (estimat).
Densitate: 2,5 g/cm³ (estimat).
electronegativitatea: 0,79.
Distributie electronica: [Rn] 7s1.
→ Lecție video despre proprietățile periodice și aperiodice ale elementelor chimice
Caracteristicile franciului
franciul are mai mulți izotopi, dar izotopul 233 este cel mai stabil, atingând un timp de înjumătățire de 22 de minute. Doar izotopul 212 are un timp de înjumătățire similar de 21 de minute, în timp ce ceilalți nici măcar nu se apropie de asta și pot avea chiar timpi de înjumătățire de ordinul secundelor.
Toate acestea instabilitate atomică împiedică determinarea unor caracteristici și proprietăți fizice importante. De fapt, proprietățile cunoscute au fost obținute în condiții extreme. diluare (concentrație de ordinul a 10-15 mol/L).
Ca metal alcalin, numărul său de oxidare este cunoscut a fi +1. Experimentele au arătat, de asemenea, că franciul este cel mai mult element electropozitiv din Tabelul Periodic. O altă poziție de frunte pe care o are acest element în tabel este cea cu diametrul cel mai mare, cu 2,7 angström (10-10 m).
Ca și alte metale alcaline, franciul rămâne în soluție în timp ce alte elemente precipită sub formă de hidroxizi, carbonați, fluoruri, sulfuri, cromați etc.
Citeste si: Ce sunt elementele radioactive?
Obținerea franciului
Francium-223, cel mai stabil izotop al Fr, a fost detectat pentru prima dată prin emisia alfa a actinei-227. De asemenea, este posibil să se producă franciu (izotop 212) prin bombardare aur (197Au) cu oxigen-18 (18O) într-un reactor nuclear.
Frantium poate fi obținut în mai multe moduri. De exemplu, exista posibilitatea precipitarii lui cu cesiu, prin săruri elemente puțin solubile, cum ar fi percloratul (ClO4-), hexacloroplatinat (PtCl62-), iodat (IO4-), intre altii. Cu toate acestea, separarea cesiului și franciului este de așteptat să fie foarte dificilă.
Alte metode dezvoltate în anii 1960 și 1970 au permis separarea franciului de soluțiile de cesiu și rubidiu prin rășini schimbătoare de cationi. Frantium-223, care a fost descoperit din emisia alfa de actiniu-227, poate fi, de asemenea, separat de actiniu și alte produse de degradare prin tehnici de precipitare selectivă. Există și o altă tehnică folosită cu relativ succes: sublimarea clorurii de franciu (FrCl) la temperaturi în jur de 300 °C.
Aplicații ale franciului
Testele cu șobolani au concluzionat că franciul se acumulează în rinichi, ficat și glandele salivare. În plus, s-a încercat aplicarea lui în medicina nucleară, în diagnosticul cancerului, dar dificultatea de a-l pregăti și de a-l izola a făcut ca proiectul să nu fie fezabil. Această caracteristică, adăugată la timpul său scăzut de înjumătățire, produce franciu una dintre putinele elemente fara aplicatii practice.
Cu toate acestea, faptul de a avea cea mai mare rază atomică a tabelului periodic și având un singur electron în strat de valență îi menține pe unii cercetători curioși cu privire la natura sa. În 2002, un grup de cercetători din Statele Unite a reușit să prindă 300.000 de atomi de franciu pentru a afla mai multe despre acest element.
Consultați podcastul nostru: Tare ca un diamant: ce înseamnă?
istoria franciului
Ceea ce iese în evidență în istoria franciului este de câte ori oamenii au spus că l-au descoperit după Mendeleev a prezis existența acestui element în 1871, sub numele de eka-cesiu.
Se știe de multă vreme că după elementul 83, bismut, Tabelul periodic prezintă doar elemente radioactive și instabile - cu excepții precum uraniul și toriu. Chiar și așa, acest lucru nu i-a descurajat pe mulți oameni de știință să caute elementul 87 în sursele naturale și, de cele mai multe ori, să pretindă descoperirea acestuia.
De exemplu, în 1925, chimistul rus Dobroserdov a observat o slăbiciune radioactivitate într-un eşantion de potasiu, concluzând că acesta ar fi elementul 87 și denumindu-l rusia, în onoarea țării sale natale. Cu toate acestea, cea mai bună explicație a faptului a fost că, de fapt, a fost detectată radioactivitatea din izotop. 40K, un emițător beta care reprezintă aproximativ 0,012% din potasiul natural.
În 1926, chimiștii englezi Druce și Loring, când analizau liniile spectrale ale sulfatului de mangan (II), de asemenea, au presupus că respectă unele rânduri referitoare la elementul 87, pentru care au propus ulterior numele alcalin. Cu toate acestea, slăbiciunea dovezilor i-a descurajat pe cercetători să meargă mai departe.
Apoi, în 1930, Fred Allison a susținut descoperirea elementului 87 în urma unor experimente cu probe de polucit (un minereu bogat în cesiu) și lepidolit (un minereu cu litiu în componenţa sa). Allison a propus numele virginiu în onoarea statului american Virginia. Cu toate acestea, în 1934, MacPherson a demonstrat inexactități în descoperirea lui Allison.
Doi ani mai târziu, Jean Perrin, un fizician francez despre care se știe că a confirmat teoria mișcării browniene a lui Einstein, oferind: astfel, dovezi suficiente pentru existența atomilor, s-au alăturat fizicianului roman Horia Hulubei într-o serie de experimente cu raze. X. Apoi au obținut rezultatele așteptate pentru elementul 87, pe care l-au numit prompt moldova, cu referire la regiunea Moldova, locul natal al Hulubeiului. Cu toate acestea, din nou, lucrarea a fost criticată în lumina interpretărilor.
Niciunul dintre cercetători nu a putut înțelege, dar ceea ce s-a întâmplat este că franciul are izotopi foarte instabili, cu un timp de înjumătățire foarte scurt. Nenorocirea a fost astfel încât a fost considerată chiar inexistenţa elementului 87.
Cu toate acestea, în 1939, descoperirea elementului 87 a avut loc de către cineva care a început ca asistent de laborator pentru nimeni altul decât Marie Curie, în Paris: The Franceza Marguerite Perey. Cu o bună experiență în manipularea și purificarea probelor radioactive, Perey a fost însărcinat cu analiza unei probe radioactive de actiniu, elementul 89.
omul de știință a fost primul care a observat emisiile alfa și beta produse de actiniu, dezvăluind un nou element cu un timp de înjumătățire de 21 de minute. Francezoaica și-a anunțat apoi cu prudență descoperirea și, în 1946, și-a susținut teza de doctorat Elementul 87: Actiniu-K.
Noul element a fost numit apoi francium, în onoarea țării sale natale, inițial cu simbolul Fa. În 1949, Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată (Iupac) a confirmat elementul cu numele dat de Perey, dar în 1951 a schimbat simbolul în pr.
Exerciții rezolvate pe franciu
intrebarea 1
Frantium (Fr, Z = 87) este un metal alcalin cu un timp de înjumătățire scurt și este instabil. Cu toate acestea, se știe că are unele proprietăți similare cu alte metale alcaline.
Pe baza informațiilor de mai sus, care este compusul probabil format între franciu și brom (Br, Z = 35)?
A) FrBr2
B) pr2br
C) FrBr
D) FrBr3
Răspuns
Frantium, ca metal alcalin, are NOX egal cu +1. Deja bromul, a halogen, în absența oxigenului are NOX egal cu -1. Prin urmare, cel mai probabil compus dintre ele este litera C, FrBr.
intrebarea 2
Raza atomică este o proprietate periodică extrem de importantă, deoarece nu numai că diferențiază atomii în ceea ce privește dimensiunile lor, dar ajută și la înțelegerea reactivității și a altor proprietăți ale atomilor.
Dintre elementele tabelului periodic, elementul care are cea mai mare rază atomică este:
A) F
B) Cs
C) H
D) pr
E) Og
Răspuns
Se știe că raza atomică este mai mare cu cât perioada elementului este mai mare și cu cât este mai mic numărul de electroni în stratul de valență. Astfel, elementul cu raza cea mai mare este franciul, Fr, deoarece se află în perioada a șaptea a Tabelului Periodic și are un singur electron de valență.
De Stéfano Araújo Novais
Profesor de chimie