Francium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Position i det periodiske system | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Fr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Efternavn | Francium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atom nummer | 87 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 7 th periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | Bloker s | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Alkalimetal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfiguration | [ Rn ] 7s 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner efter energiniveau | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomare egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | [ 223 u ] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius | Kl. 260 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waals-radius | 348 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationstilstand | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 0,7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | Baseret | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 4.072741 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kropsfysiske egenskaber | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Almindelig tilstand | Massiv (ikke-magnetisk) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse | 1870 kg · m -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystal system | Kubisk centreret ? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionspunkt | 27 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kogepunkt | 676,85 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrisk ledningsevne | > 3 x 106 S · m- 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varmeledningsevne | 15 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forskellige | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioelement med bemærkelsesværdig aktivitet |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den francium , kendt for en tid under navnene eka- cæsium og actinium K er det grundstof af atomnummer 87, symbol Fr. Det er et alkalimetal radioaktiv af atomvægt 223. Det blev opkaldt hyldest til Frankrig af Marguerite Perey .
Det er det næst sjældneste element blandt de første 92 elementer i det periodiske system efter astatin : der er kun omkring tredive gram af det i jordskorpen . Denne knaphed skyldes dens midlertidige eksistens som et produkt af opløsning af actinium . Den halveringstid af mere stabile isotop 223 Fr er 22 minutter , så viser det sig alene til radium ved betahenfald eller astate af alfastråling . Denne dobbelte radioaktivitet bidrager til, at astatin er endnu sjældnere end francium, selvom astatin 210 har en højere halveringstid (8,1 timer) end francium 223. Astatin kan også komme fra l uran eller thorium, så det faktum, at francium transformerer ikke fuldstændigt til astatin har ikke meget at gøre med deres relative knaphed. Ja :
Vi kan således se, at bidraget fra francium 223 til astatinen, der er til stede på Jorden, er lavt.
Francium blev opdaget i 1939 ved Institut Curie i Paris af Marguerite Perey ved at rense lanthanum indeholdende actinium. Det er det sidste element, der først blev opdaget i naturen, før det blev syntetiseret (nogle grundstoffer, såsom technetium , blev opdaget i naturen, efter at de blev syntetiseret i laboratoriet).
Da 1870'erne , samfundet af kemikere mente, at der skal være en metal typen alkalisk af atomnummer 87, under cæsium i periodiske system . Det blev derefter kendt under det midlertidige navn eka-cæsium. Forskerhold forsøgte at finde og isolere dette manglende element. Mindst fire for tidlige meddelelser om opdagelsen blev fremsat, før den faktisk blev opdaget.
Den første videnskabsmand, der annoncerede opdagelsen af eka-cæsium, var den russiske kemiker DK Dobroserdov. I 1925 observerede han spor af radioaktivitet i en prøve af kalium (et andet alkalimetal) og konkluderede, at prøven var forurenet med eka-cæsium. Derefter offentliggjorde han en afhandling om sine forudsigelser om egenskaberne ved dette element, hvor han døbte det russium efter sit land. Kort efter begyndte Dobroserdov at fokusere på sin undervisningskarriere på Odessa Polytechnic Institute og fortsatte ikke sit arbejde yderligere.
Det følgende år analyserede engelske kemikere Gerald JF Druce og Frederick H. Loring af røntgenfotografier af mangansulfat . De bemærkede spektrale linjer, som de tilskrev eka-cæsium. De annoncerede derefter deres opdagelse af element 87, som de foreslog navnet alkalinium for , da dette element ville være det tungeste af alkalimetallerne.
I 1930 meddelte professor Fred Allison fra Alabama Polytechnic Institute opdagelsen af element 87 efter at have studeret den magneto-optiske effekt af pollucit- og lepidolitprøver . Allison anmodede om, at elementet blev navngivet virginium efter navnet på hendes fødselsstat og foreslog symbolet Vi og Vm. I 1934 viste professor MacPherson fra University of California i Berkeley imidlertid , at dette fund var fejlagtigt og knyttet til problemer med udstyret.
I 1936 studerede den rumænske fysiker Horia Hulubei og hans franske kollega Yvette Cauchois også pollucit, denne gang ved hjælp af en røntgen-spektroskopimaskine med høj opløsning. De observerede flere emissionslinjer med svage intensiteter, som de tilskrev elementet 87. Hulubei og Cauchois offentliggjorde deres opdagelse og foreslog at døbe elementet moldavium med symbolet Ml fra navnet Moldavia , provinsen hvor Hulubei blev født. I 1937 blev dette arbejde kritiseret af den amerikanske fysiker FH Hirsh Jr., som afviste metoderne for Hulubei. Hirsh var sikker på, at eka-cæsium ikke eksisterede i naturen, og at Hulubei rent faktisk havde observeret de spektrale linjer af kviksølv eller vismut . Hulubei svarede, at hans udstyr og metoder var for præcise til en sådan fejl. Som et resultat støttede Jean Baptiste Perrin , vinder af Nobelprisen i fysik og mentor for Hulubei, moldavium som et ægte eka-cæsium på trods af Marguerite Pereys opdagelse af francium . Perey fortsatte med at tilbagevise Hulubeis arbejde, indtil opdagelsen af element 87 blev tilskrevet ham alene.
Eka-cæsium blev virkelig opdaget i 1939 af Marguerite Perey ved Institut Curie i Paris . Hun arbejdede derefter med oprensningen af en prøve af actinium 227, et element, der henfalder med en henfaldsenergi på 220 keV . Imidlertid bemærkede hun også partikler, der udsendes med energi langt under 80 keV . Perey mente, at dette radioaktive henfald kunne skyldes tilstedeværelsen af en uidentificeret henfald produkt, som ville blive fjernet under oprensning, men ville dukke op igen på grund af henfald af actinium kerner . Test udelukkede muligheden for tilstedeværelse af thorium , radium , bly , vismut eller thallium . De kemiske egenskaber af det nye produkt var dem af et alkalimetal- (for eksempel co-udfældning med cæsium salte ), hvilket førte Perey at tro, at det var element 87, som optrådte som følge af type henfald. Α af actinium 227. Perey derefter forsøgte at bestemme andelen af alfa- og beta- henfald for actinium 227. Hans første tests tillod ham at estimere andelen af alfa-henfald til 0,6%, en værdi, som hun reviderede mere sent på 1%.
Perey navngav den nye isotop actinium-K , nu kendt som francium 223, og i 1946 foreslog hun at døbe det nye element catium . Hun vidste, at det var det mest elektropositive element i det periodiske system. Et af Perey foresatte, Irène Joliot-Curie , modsat navnet fordi, til øret, det syntes at have oftere for oprindelse ordet kat end kation (på engelsk kat betyder kat). Perey foreslog derefter francium til hyldest til det land, hvor opdagelsen havde fundet sted. Dette navn blev officielt vedtaget af International Union of Chemists i 1949 og fik symbolet Fa, et symbol, der blev ændret kort efter til Fr. Francium var det sidste eksisterende element, der blev opdaget i naturen efter rhenium i 1925 . Blandt det forskningsarbejde om francium, der er udført siden, kan vi især nævne det, der blev udført af Sylvain Lieberman og hans team på CERN i 1970'erne og 1980'erne .
Francium har ingen stabil isotop. Dens mest stabile radioisotop , francium 223, har en halveringstid på mindre end 22 minutter . Til sammenligning har det næst mindst stabile element, astatin, en halveringstid for den mest stabile isotop på mindre end 8,5 timer . Alle isotoper af francium henfalder til dannelse af astatin , radium eller radon .
Francium er den mindst stabile af de lettere grundstoffer end seaborgium ( atomnummer 106).
Francium er en alkali med kemiske egenskaber svarende til cæsium . At være et tungt element med en enkelt valenselektron , er det elementet med den største ækvivalente masse. Ligeledes er det det kendte element med den laveste elektronegativitet , 0,7 på Pauling-skalaen (det næst mindst elektronegative element er cæsium, 0,79 på Pauling-skalaen). Hvis der kunne opnås flydende francium, ville det have en overfladespænding på 0,050 92 J m -2 ved dets smeltetemperatur , som er relativt lav.
Francium copræcipitater med flere cæsium salte , såsom f.eks cæsium perchlorat med hvilket det danner små mængder af francium perchlorat . Co-udfældning kan bruges til at isolere francium ved at tilpasse cæsium-co-udfældningsmetoden fra Glendenin og Nelson. Det udfældes især med cæsiumsalte, herunder iodat , picrat , tartrat (det udfældes også med rubidiumtartrat ), chloroplatinat og silicotungstate (en) . Det udfældes også med silicotungstinsyre og perchlorsyre , hvilket muliggør andre separationsteknikker. De fleste franciumsalte er opløselige i vand .
På grund af sin ustabile karakter og dens sjældenhed er der ingen kommerciel anvendelse af Francium. Det bruges kun i forskning, både inden for biologi og inden for atomfysik . Man forestillede sig, at det kunne være en hjælp til diagnosticering af kræftsygdomme , men denne applikation viste sig at være umulig.
Franciums evne til at blive syntetiseret, begrænset og afkølet kombineret med sin relativt enkle atomare struktur gjorde det til et studieobjekt til spektroskopieksperimenter. Disse eksperimenter førte til opdagelsen af information om energiniveauerne og koblingskonstanterne mellem subatomære partikler . Undersøgelsen af den stråling, der udsendes af francium 210- ioner begrænset af laser, har gjort det muligt at opnå nøjagtige data om overgangene mellem atomare energiniveauer. De eksperimentelle resultater er tæt på dem, der er forudsagt af kvantefysik .
Francium er et produkt af alfabetisk henfald af actinium 227 og findes i spormængder i uran og thoriummalm . I en given uranprøve estimeres den tilstedeværende mængde francium til et atom for hver 10 18 atomer uran. Derudover viser beregninger, at der ikke permanent ville være mere end 30 g francium i jordskorpen . Som sådan er det det andet element blandt de første 92 sjældneste elementer i det periodiske system i jordskorpen efter astatin .
Francium kan syntetiseres ved den nukleare reaktion 197 Au + 18 O → 210 Fr + 5n. Denne syntetiske proces, der er udviklet ved State University i New York , gør det muligt at opnå isotoper med atommasserne 209, 210 og 211, som derefter kan isoleres ved at udnytte en magneto-optisk effekt. Ved denne metode blev mere end tusind atomer af elementet opbevaret sammen i omkring tyve sekunder. Francium blev også opnået i en magneto-optisk fælde i Legnaro i Italien ved INFN's LNL-laboratorium. Andre syntetiske metoder indbefatter især bombardement af radiumatomer med neutroner eller af thoriumatomer med protoner eller deuterium eller ioniseret helium . På nuværende tidspunkt er det aldrig blevet produceret i betydelige mængder.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hej | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
alkali metaller |
Alkalisk jord |
Lanthanider |
overgangsmetaller metaller |
Dårlige metaller |
Metal- loids |
Ikke- metaller |
halo -gener |
Ædle gasser |
Varer uklassificeret |
Actinides | |||||||||
Superactinider |