THE francium, symbol Fr, atómové číslo 87, je prvok patriaci do skupiny 1 Periodická tabuľkaalkalické kovy. Na rozdiel od ostatných prvkov skupiny však francium nemá stabilné izotopy, čo dokonca sťažovalo jeho objavenie. V skutočnosti bolo francium posledný objavený prvok a izolované v prírodných vzorkách.
Jeho veľká atómová nestabilita neumožňuje získať viditeľné a ťažké vzorky, preto sú jeho fyzikálno-chemické vlastnosti extrapolované z údajov iných alkalických kovov. Odhaduje sa, že v zemskej kôre je len 30 gramov francia, čo ho tvorí druhý najvzácnejší prvok na planéte, len za astatínom.
Prečítajte si tiež: Rubidium — prvok používaný pri výrobe špeciálnych okuliarov a atómových hodín
francium zhrnutie
Francium je alkalický kov nachádzajúci sa v siedmej perióde periodickej tabuľky, symbol Fr, Z = 87.
Nemá žiadne stabilné izotopy a je druhým najvzácnejším prvkom na planéte.
Jeho najstabilnejší izotop má čas polovičný život 22 minút.
Je to prvok s najväčším atómový lúč periodickej tabuľky, okrem toho, že je najviac elektropozitívny.
Dá sa získať iba jadrovými procesmi, pričom je ťažké ho izolovať.
Stále neexistujú žiadne praktické aplikácie súvisiace s franciom.
Vlastnosti Francium
Symbol: Fr.
atómová hmotnosť: 223,02 u.
Fúzny bod: 22 °C (odhad).
Bod varu: 665 °C (odhad).
Hustota: 2,5 g/cm³ (odhad).
elektronegativita: 0,79.
Elektronická distribúcia: [Rn] 7 s1.
→ Video lekcia o periodických a aperiodických vlastnostiach chemických prvkov
Charakteristika Francium
francium má niekoľko izotopov, ale izotop 233 je najstabilnejší, dosahuje polčas rozpadu 22 minút. Iba izotop 212 má podobný polčas rozpadu 21 minút, zatiaľ čo ostatné sa k tomu ani nepribližujú a dokonca môžu mať polčasy rádovo v sekundách.
toto všetko atómová nestabilita bráni určovaniu dôležitých fyzikálnych charakteristík a vlastností. V skutočnosti boli známe vlastnosti získané v extrémnych podmienkach. riedenie (koncentrácia rádovo 10-15 mol/l).
Ako alkalický kov je známe, že jeho oxidačné číslo je +1. Experimenty tiež ukázali, že francium je najviac prvkom elektropozitívny periodickej tabuľky. Ďalšou vedúcou pozíciou, ktorú má tento prvok v tabuľke, je prvok s najväčším priemerom s 2,7 angström (10-10 m).
Rovnako ako ostatné alkalické kovy, francium zostáva v roztoku, zatiaľ čo iné prvky sa vyzrážajú vo forme hydroxidov, uhličitanov, fluoridov, sulfidov, chrómanov atď.
Prečítajte si tiež: Čo sú rádioaktívne prvky?
Získanie francia
Francium-223, najstabilnejší izotop Fr, bol prvýkrát detekovaný prostredníctvom alfa emisie aktínu-227. Bombardovaním je možné vyrobiť aj francium (izotop 212). zlato (197Au) s kyslíkom-18 (18O) v jadrovom reaktore.
Frantium možno získať mnohými spôsobmi. Napríklad, existuje možnosť jej vyzrážania s cezeň, cez soli ťažko rozpustné prvky, ako je chloristan (ClO4-), hexachlórplatinat (PtCl62-), jodičnan (IO4-), medzi ostatnými. Očakáva sa však, že oddelenie cézia a francia bude veľmi ťažké.
Iné metódy vyvinuté v 60. a 70. rokoch umožnili oddelenie francia od roztokov cézia a rubídia cez katexové živice. Frantium-223, ktoré bolo objavené z alfa emisie aktínia-227, môže byť tiež oddelené od aktínia a iných produktov rozkladu selektívnymi zrážacími technikami. Existuje aj iná technika, ktorá sa relatívne úspešne používa: sublimácia chloridu franského (FrCl) pri teplotách okolo 300 °C.
Aplikácie francia
Testy na potkanoch dospeli k záveru, že francium sa hromadí v obličkách, pečeni a slinných žľazách. Okrem toho bol pokus o jeho uplatnenie v nukleárnej medicíne, pri diagnostike rakoviny, ale náročnosť prípravy a izolácie projekt znemožňovala. Táto vlastnosť, pridaná k jeho nízkemu polčasu rozpadu, robí francium jeden z mála prvkov žiadne praktické aplikácie.
Avšak skutočnosť, že má najväčší atómový polomer periodickej tabuľky a majú len jeden elektrón v valenčná vrstva vzbudzuje u niektorých výskumníkov záujem o jeho povahu. V roku 2002 sa skupine výskumníkov v Spojených štátoch podarilo zachytiť 300 000 atómov francia, aby o tomto prvku zistili viac.
Pozrite si náš podcast: Tvrdý ako diamant: čo to znamená?
história francia
V histórii francia je pozoruhodné, koľkokrát ľudia povedali, že ho objavili až potom Mendeleev predpovedal existenciu tohto prvku v roku 1871, pod menom eka-cézium.
Už dlho je známe, že po prvku 83, bizmute, periodická tabuľka ukazuje iba rádioaktívne a nestabilné prvky — s výnimkami, akými sú urán a tórium. Napriek tomu to mnohých vedcov neodradilo od hľadania prvku 87 v prírodných zdrojoch a častejšie od tvrdenia o jeho objave.
Napríklad, v roku 1925 ruský chemik Dobroserdov spozoroval slabú rádioaktivita vo vzorke draslík, pričom dospel k záveru, že by to bol prvok 87 a pomenoval ho Rusko, na počesť svojej rodnej krajiny. Najlepším vysvetlením pre túto skutočnosť však bolo, že v skutočnosti bola zistená rádioaktivita z izotopu. 40K, beta žiarič, ktorý tvorí asi 0,012 % prírodného draslíka.
V roku 1926 anglickí chemici Druce a Loring pri analýze spektrálnych čiar síranu mangánatého (II. predpokladali tiež, že pozorujú niektoré línie týkajúce sa prvku 87, pre ktorý neskôr navrhli meno alkalický. Slabosť dôkazov však výskumníkov odradila od postupu vpred.
Potom, v roku 1930, Fred Allison tvrdil, že objavil prvok 87 po niekoľkých experimentoch so vzorkami polucitu (ruda bohatá na cézium) a lepidolitu (ruda s lítium v jeho zložení). Allison navrhla meno virginium na počesť amerického štátu Virgínia. V roku 1934 však MacPherson preukázal nepresnosti v Allisonovom objave.
O dva roky neskôr Jean Perrin, francúzsky fyzik, o ktorom je známe, že potvrdil Einsteinovu teóriu Brownovho pohybu, keď poskytol: teda dostatočný dôkaz o existencii atómov, pripojil sa rímsky fyzik Horia Hulubei k sérii experimentov s lúčmi X. Potom získali očakávané výsledky pre prvok 87, ktorý okamžite pomenovali moldavium, s odkazom na región Moldavsko, rodisko Hulubei. Dielo však bolo opäť kritizované vo svetle interpretácií.
Nikto z výskumníkov to nedokázal pochopiť, ale stalo sa, že francium má veľmi nestabilné izotopy s veľmi krátkym polčasom rozpadu. Nešťastie bolo také, že dokonca sa uvažovalo o neexistencii prvku 87.
Avšak v roku 1939 objavil prvok 87 niekto, kto začínal ako laboratórny asistent u nikoho iného ako Marie Curie, v Paríži: The Francúzska Margaréta Perey. S dobrými odbornými znalosťami v manipulácii a čistení rádioaktívnych vzoriek bol Perey poverený analýzou rádioaktívnej vzorky aktínia, prvku 89.
vedec bol prvý, kto pozoroval alfa a beta emisie produkované aktíniom, odhaľujúci nový prvok s polčasom rozpadu 21 minút. Francúzska žena potom opatrne oznámila svoj objav a v roku 1946 obhájila doktorandskú prácu Prvok 87: Aktínium-K.
Nový prvok bol potom nazvaný francium na počesť svojej rodnej krajiny, spočiatku so symbolom Fa. V roku 1949 sa Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (Iupac) potvrdila prvok s názvom, ktorý dal Perey, ale v roku 1951 zmenil symbol na Fr.
Vyriešené cvičenia na francium
Otázka 1
Frantium (Fr, Z = 87) je alkalický kov s krátkym polčasom rozpadu a je nestabilný. Je však známe, že má niektoré vlastnosti podobné iným alkalickým kovom.
Na základe vyššie uvedených informácií, aká je pravdepodobná zlúčenina vytvorená medzi franciom a brómom (Br, Z = 35)?
A) FrBr2
B) Fr2br
C) FrBr
D) FrBr3
Odpovedzte
Frantium ako alkalický kov má NOX rovné +1. Už bróm, a halogén, v neprítomnosti kyslíka má NOX rovný -1. Preto je najpravdepodobnejšou zlúčeninou medzi nimi písmeno C, FrBr.
otázka 2
Atómový polomer je mimoriadne dôležitá periodická vlastnosť, pretože nielenže rozlišuje atómy z hľadiska ich veľkosti, ale tiež pomáha pochopiť reaktivitu a ďalšie vlastnosti atómov.
Medzi prvkami periodickej tabuľky je prvok, ktorý má najväčší atómový polomer:
A) F
B) Čs
C) H
D) Fr
E) Og
Odpovedzte
Je známe, že atómový polomer je väčší, čím väčšia je perióda prvku a čím menší je počet prvkov elektróny vo valenčnej vrstve. Prvok s najväčším polomerom je teda francium, Fr, keďže je v siedmej perióde periodickej tabuľky a má len jeden valenčný elektrón.
Autor: Stéfano Araújo Novais
Učiteľ chémie
