THE francij, simbol Fr, atomska številka 87, je element, ki spada v skupino 1 Periodični sistem, alkalijske kovine. Vendar za razliko od drugih elementov skupine francij nima stabilnih izotopov, kar je celo oteževalo njegovo odkritje. Pravzaprav je bil francij zadnji element, ki ga je treba odkriti in izolirani v naravnih vzorcih.
Njegova velika atomska nestabilnost ne omogoča pridobivanja vidnih in težkih vzorcev, zato so njegove fizikalno-kemijske lastnosti ekstrapolirane iz podatkov drugih alkalijskih kovin. Ocenjuje se, da je v zemeljski skorji le 30 gramov francija, zaradi česar je drugi najredkejši element na planetu, zadaj le astat.
Preberite tudi: Rubidij — element, ki se uporablja pri izdelavi posebnih očal in atomskih ur
francium povzetek
Francij je alkalijska kovina, ki se nahaja v sedmem obdobju periodnega sistema, simbol Fr, Z = 87.
Nima stabilnih izotopov in je drugi najredkejši element na planetu.
Njegov najbolj stabilen izotop ima čas polovično življenje 22 minut.
To je element z največjim atomski žarek periodnega sistema, poleg tega, da je najbolj elektropozitiven.
Dobimo ga lahko le z jedrskimi procesi, težko ga je izolirati.
Še vedno ni praktičnih aplikacij, povezanih s francijem.
Lastnosti Francija
Simbol: Fr.
atomska masa: 223,02 u.
Fuzijska točka: 22°C (ocenjeno).
Vrelišče: 665 °C (ocenjeno).
Gostota: 2,5 g/cm³ (ocenjeno).
elektronegativnost: 0,79.
Elektronska distribucija: [Rn] 7 s1.
→ Video lekcija o periodičnih in aperiodičnih lastnostih kemičnih elementov
Lastnosti Francija
francij ima več izotopov, vendar je izotop 233 najbolj stabilen, saj doseže razpolovno dobo 22 minut. Samo izotop 212 ima podobno razpolovno dobo 21 minut, medtem ko se drugi niti približno temu ne približajo in imajo lahko razpolovno dobo celo nekaj sekund.
vse to atomska nestabilnost ovira določanje pomembnih fizikalnih lastnosti in lastnosti. Pravzaprav so bile znane lastnosti pridobljene v ekstremnih pogojih. redčenje (koncentracija reda 10-15 mol/L).
Kot alkalijska kovina je znano, da je njeno oksidacijsko število +1. Poskusi so tudi pokazali, da francij je najbolj element elektropozitivna periodnega sistema. Drugi vodilni položaj, ki ga ima ta element v tabeli, je tisti z največjim premerom, z 2,7 angström (10-10 m).
Tako kot druge alkalijske kovine francij ostane v raztopini, medtem ko se drugi elementi oborijo v obliki hidroksidov, karbonatov, fluoridov, sulfidov, kromatov itd.
Preberite tudi: Kaj so radioaktivni elementi?
Pridobivanje francija
Francij-223, najbolj stabilen izotop Fr, je bil prvič odkrit z alfa emisijo aktina-227. Prav tako je mogoče proizvesti francij (izotop 212) z bombardiranjem zlato (197Au) s kisikom-18 (18O) v jedrskem reaktorju.
Francij je mogoče dobiti na več načinov. na primer obstaja možnost obarjanja z cezij, skozi soli težko topni elementi, kot je perklorat (ClO4-), heksakloroplatinat (PtCl62-), jodat (IO4-), med drugimi. Vendar pa naj bi bila ločitev cezija in francija zelo težka.
Druge metode, razvite v 1960-ih in 1970-ih, so dovoljevale ločevanje francija od raztopin cezija in rubidija preko kationskih izmenjevalnih smol. Francij-223, ki so ga odkrili pri alfa emisiji aktinija-227, je mogoče ločiti tudi od aktinija in drugih razgradnih produktov s selektivnimi tehnikami precipitacije. Obstaja tudi druga tehnika, ki se uporablja relativno uspešno: sublimacija francijevega klorida (FrCl) pri temperaturah okoli 300 °C.
Aplikacije francija
Testi s podganami so ugotovili, da se francij kopiči v ledvicah, jetrih in žlezah slinavke. Poleg tega so ga poskušali uporabiti v nuklearni medicini, pri diagnostiki raka, vendar je bil zaradi težav pri pripravi in izolaciji projekt neizvedljiv. Ta lastnost, dodana k njeni nizki razpolovni dobi, naredi francij eden redkih elementov brez praktičnih aplikacij.
Vendar pa dejstvo, da ima največji atomski polmer periodnega sistema in ima samo en elektron v valenčni sloj nekatere raziskovalce skrbi za njegovo naravo. Leta 2002 je skupini raziskovalcev v Združenih državah uspelo ujeti 300.000 atomov francija, da bi izvedeli več o elementu.
Oglejte si naš podcast: Trd kot diamant: kaj to pomeni?
zgodovina francija
Kar izstopa v zgodovini francija, je, kolikokrat so ljudje rekli, da so ga odkrili po tem Mendelejev je leta 1871 napovedal obstoj tega elementa, pod imenom eka-cezij.
Že dolgo je znano, da za elementom 83, bizmutom, periodni sistem prikazuje le radioaktivne in nestabilne elemente – z izjemami, kot sta uran in torij. Kljub temu to ni odvrnilo mnogih znanstvenikov, da bi element 87 iskali v naravnih virih in pogosteje trdili, da so ga odkrili.
na primer leta 1925 je ruski kemik Dobroserdov opazil šibko radioaktivnost v vzorcu kalij, sklenil, da bi bil to element 87, in ga poimenoval rusija, v čast svoji domovini. Vendar je bila najboljša razlaga za to dejstvo, da je bila v resnici zaznana radioaktivnost izotopa. 40K, beta sevalec, ki predstavlja približno 0,012 % naravnega kalija.
Leta 1926 sta angleška kemika Druce in Loring, ko sta analizirala spektralne linije manganovega (II) sulfata, domnevali so tudi, da bodo opazili nekaj vrstic, ki se nanašajo na element 87, za katerega so kasneje predlagali ime alkalij. Vendar pa je šibkost dokazov raziskovalce odvrnila od napredovanja.
Nato je leta 1930 Fred Allison po nekaj poskusih z vzorci polucita (rude, bogate s cezijem) in lepidolita (rude s cezijem) trdil, da je odkril element 87. litij v svoji sestavi). Allison je predlagala ime virginium v čast ameriški zvezni državi Virginiji. Vendar pa je leta 1934 MacPherson pokazal netočnosti pri Allisonovem odkritju.
Dve leti pozneje je Jean Perrin, francoski fizik, za katerega je znano, da je potrdil Einsteinovo teorijo Brownovega gibanja, zagotovil: tako se je rimski fizik Horia Hulubei v seriji poskusov z žarki pridružil zadostnim dokazom za obstoj atomov X Nato so dobili pričakovane rezultate za element 87, ki so ga takoj poimenovali moldavij, v zvezi z regijo Moldavije, rojstnim krajem Hulubei. Vendar je bilo delo spet kritizirano v luči interpretacij.
Nihče od raziskovalcev ni mogel razumeti, a zgodilo se je, da ima francij zelo nestabilne izotope z zelo kratko razpolovno dobo. Nesreča je bila taka razmišljali so celo o neobstoju elementa 87.
Vendar je leta 1939 odkril element 87 nekdo, ki je začel kot laboratorijski asistent nikomur drugemu kot Marie Curie, v Parizu: The Francoska Marguerite Perey. Z dobrim strokovnim znanjem pri rokovanju in čiščenju radioaktivnih vzorcev je bil Perey zadolžen za analizo radioaktivnega vzorca aktinija, elementa 89.
znanstvenik je bil prvi, ki je opazoval alfa in beta emisije, ki jih proizvaja aktinij, ki razkriva nov element z razpolovno dobo 21 minut. Francozinja je nato previdno napovedala svoje odkritje in leta 1946 zagovarjala doktorsko disertacijo Element 87: aktinij-K.
Novi element so nato poimenovali francij, v čast svoje domovine, sprva s simbolom Fa. Leta 1949 je Mednarodna zveza za čisto in uporabno kemijo (Iupac) je potrdila element z imenom, ki ga je dal Perey, vendar je leta 1951 spremenil simbol v Fr.
Rešene vaje na francij
Vprašanje 1
Francij (Fr, Z = 87) je alkalna kovina s kratko razpolovno dobo in je nestabilna. Vendar pa je znano, da ima nekatere lastnosti, podobne drugim alkalijskim kovinam.
Na podlagi zgornjih informacij, kakšna je verjetna spojina, ki nastane med francijem in bromom (Br, Z = 35)?
A) FrBr2
B) Fr2br
C) FrBr
D) FrBr3
Odgovori
Francij kot alkalna kovina ima NOX enak +1. Že brom, a halogen, v odsotnosti kisika ima NOX enak -1. Zato je najverjetnejša spojina med njimi črka C, FrBr.
vprašanje 2
Atomski polmer je izjemno pomembna periodična lastnost, saj ne razlikuje samo atomov glede na njihove velikosti, ampak pomaga tudi razumeti reaktivnost in druge lastnosti atomov.
Med elementi periodnega sistema je element, ki ima največji atomski polmer:
A) F
B) Cs
C) H
D) Fr
E) Og
Odgovori
Znano je, da je atomski polmer večji kot je večja perioda elementa in manjše je število elementov elektronov v valenčni plasti. Tako je element z največjim polmerom francij, Fr, saj je v sedmem obdobju periodnega sistema in ima samo en valenčni elektron.
Avtor: Stéfano Araújo Novais
Učiteljica kemije
