Hemijski element francij: karakteristike i istorija otkrića. Hemijski element Francij (Fr). Opće karakteristike (Fr) - predstavljanje Franje povijesti otkrića elementa

Historija otvaranja:

Francijum je jedan od četiri elementa (br. 43, 61, 85 i 87) koji su ostali neotkriveni do 1925. godine. Ekezijum koji je predvideo Medeljeev je tražen kao pratilac cezijuma u mineralima cezijuma. Od 1929. do 1939. eka-cezijum je "pronađen" nekoliko puta, ponekad nazvan virginijum u čast američke države, zatim moldavijum, pa alkalijum ili rusija. Međutim, sva su ova otkrića bila pogrešna.
Godine 1939 Marguerite Perey sa Instituta Curie u Parizu, dok je pročišćavao aktinijumski preparat (Ac-227) od raznih produkata radioaktivnog raspada, otkriven je b-zračenje koje nije moglo pripadati nijednom od tada poznatih izotopa. Kada je ovaj izotop (vrijeme poluraspada 21 min) podvrgnut hemijskoj analizi, pokazalo se da njegova svojstva odgovaraju osobinama ecezija.
To je konačno potvrđeno nakon Drugog svjetskog rata, a 1946. Perey je predložila da se novi element nazove Francium u čast njene domovine.

Potvrda:

Francijum-223 (najdugovječniji izotop francijuma, poluraspad 22,3 minuta) je jedna od sporednih grana serije prirodnog radioaktivnog uranijuma-235 i nalazi se u izuzetno malim količinama u mineralima uranijuma. Njegovo stvaranje iz aktinijuma može se izraziti jednadžbom: 227 Ac (-, a) 223 Fr. Prema procenama, njegov ravnotežni sadržaj u zemljinoj kori iznosi 340 g. Takođe, jedna od bočnih grana radioaktivnog niza torijuma sadrži francijum-224 sa vremenom poluraspada od 3,0 minuta. Njegov ravnotežni sadržaj u zemljinoj kori je samo 0,5 g.
Drugi izotopi francija također se dobivaju nuklearnim reakcijama. Jedna od najčešćih reakcija: 197 Au + 18 O = 210 Fr + 5n

Fizička svojstva:

radioaktivni metal. Zbog visoke radioaktivnosti, istraživanja se provode sa mikroskopskim količinama. Prema najnovijim podacima, gustina francijuma na sobnoj temperaturi je 1,87 g/cm 3 , tačka topljenja 27°C, tačka ključanja 677°C.
Francuska prolazi b-raspadanje, pretvaranje u izotop radijuma: 223 Fr (-, b) 223Ra

Hemijska svojstva:

Francij ima najmanju elektronegativnost od svih poznatih elemenata. Potencijal elektrode Fr + /Fr = -2,92 V.
Shodno tome, francij je i najreaktivniji alkalni metal.
U jedinjenjima, pokazuje oksidacijsko stanje od +1.

Najvažnije veze:

Jedinjenja su malo proučavana zbog radioaktivnosti francija. Ima većinu svojstava karakterističnih za druge alkalne metale, najsličniji je po svojstvima cezijumu i uvijek kokristalizira s njegovim spojevima. Dakle, za izolaciju francija iz mješavine s drugim produktima nuklearnih reakcija, koristi se na temelju njegove koprecipitacije s nerastvorljivim cezijevim solima (cezijev perklorat ili cezijev silikovolframat). Takođe se ekstrahuje iz rastvora sa cezijum i rubidijum hloroplatinatima Cs 2 PtCl 6 i Rb 2 PtCl 6 , hlorobismutatom Cs 2 BiCl 5 , hlorostanatom Cs 2 SnCl 6 i cezij hloroantimonatom Cs 2 SbCl 2 kao i hloropolom slobodne Cs 2 SbCl 5 . - silikovolfram i fosfovolfram.
Formira rastvorljive soli i hidroksid.

primjena:

Francij hlorid FrCl se koristio za otkrivanje kancerogenih tumora, ali zbog izuzetno visoke cijene, ova sol je neisplativa u velikim razvojima.
Trenutno se francij i njegove soli još ne koriste, zbog kratkog poluraspada i visoke radioaktivnosti.

Testova Christina
HF Tjumenski državni univerzitet, 581 grupa, 2011

Izvori: Francius. Popularna biblioteka hemijskih elemenata http://n-t.ru/ri/ps/pb087.htm
Francuska. Wikipedia, slobodna enciklopedija.

Francijum je element sa atomskim brojem 87. Atomska masa najdugovečnijeg izotopa je 223. Francijum je radioaktivni alkalni metal, ima izuzetno izraženu hemijsku reaktivnost.

Istorija otkrića Francuske

Metal je otkrila davne 1939. godine uposlenica Pariškog instituta za radijum po imenu Marguerite Perey. Ona je, očigledno iz patriotskih osećanja, nazvala element u čast svoje domovine. Francij je otkriven prilikom proučavanja umjetno dobivenog elementa "aktinija": primijećen je nekarakteristični radioaktivni sjaj. Poštenosti radi, treba napomenuti da bi na stvaranju ovog elementa mogli raditi i drugi istraživači, ali, kako kažu, pobjednici se ne sude.

Glavne karakteristike

Danas je francij jedan od najrjeđih metala (i hemijskih elemenata općenito) koji se nalaze u prirodi.

Prema naučnicima, sadržaj ovog metala u zemljinoj kori je oko 340 grama (manje je samo astatina). To je uglavnom zbog njegove fizičke nestabilnosti. Budući da je radioaktivan, ima vrlo kratko vrijeme poluraspada (najstabilniji izotop ima vrijeme poluraspada od 22,3 minute). Jedina stvar koja nadoknađuje njegov prirodni sadržaj je to što je francijum međuprodukt u raspadu uranijuma-235 i torijuma-232. Dakle, sav francijum, koji se nalazi u prirodnim uslovima, je proizvod radioaktivnog raspada.

Kako to možeš dobiti?

Razmotrite jedini način da dobijete najstabilniji izotop francija. To se može postići nuklearnom reakcijom zlata s atomima kisika. Sve druge metode (misli se na radioaktivni raspad) su neprikladne, jer se dobijaju izuzetno nestabilni izotopi koji "žive" ne više od nekoliko minuta. Dobivanje ovog elementa kod kuće, kao i svih njegovih spojeva, naravno, neće uspjeti (i nema potrebe, zapravo). mogu se naći mnogi eksperimenti sa drugim metalima.

Koja su hemijska svojstva francijuma?

Francij je po svojstvima sličan cezijumu. Relativistički efekti ljuske 6p osiguravaju da je veza između francija i kisika u superoksidima (na primjer, sastav FrO 2) kovalentnija od superoksida drugih elemenata ove grupe. Uzimajući u obzir najnižu elektronegativnost od svih postojećih francija, karakteriše ga izražena hemijska aktivnost. Sve fizička svojstva ovog elementa su naznačeni samo teoretski, jer ih nije moguće testirati u praksi zbog kratkog perioda "života" ovog elementa (gustina = 1,87 g / cm³, topljenje t = 27 ° C, ključanje t \ u003d 677 °C, specifična toplota tačka topljenja=9,385 kJ/kg). Sva jedinjenja ovog elementa su rastvorljiva u vodi (izuzeci: soli perhlorat, hloroplatinat, francijev pikratkobaltinitrit). Francij uvijek kokristalizira sa supstancama koje sadrže cezijum. Uočena je njegova koprecipitacija sa nerastvorljivim cezijumovim solima (cezijum perklorat ili cezijum silikovolframat). Ekstrakcija iz rastvora francija se vrši:

• cezijum i rubidijum hloroplatinati Cs 2 PtCl 6 i Rb 2 PtCl 6 ;
• hlorobizmut Cs 2 BiCl 5 , hlorostannat Cs 2 SnCl 6 i cezijum hloroantimonat Cs 2 SbCl 5 2,5H 2 O;
• slobodne heteropoli kiseline: silikovolfram i fosfovolfram.

Koji je praktični značaj ovog elementa?

Uprkos svoj svojoj jedinstvenosti, Francuska se još nije koristila u praksi. Shodno tome, ne koristi se u industriji i bilo kakvim tehnologijama. Razlog tome je njegovo izuzetno kratko vrijeme poluraspada. Postoje dokazi da se francijev hlorid može koristiti za dijagnosticiranje onkoloških neoplazmi, međutim, zbog značajne cijene ove edukacije, ovakva tehnika se ne može uvesti u sustavnu upotrebu. U principu, cezijum ima ista svojstva.

Tako se pokazalo da ova imovina Francuske nije tražena: njen trošak se upoređuje sa cijenom tone platine ili zlata. Prema prognozama vodećih stručnjaka, dotični element će uvijek imati isključivo kognitivnu vrijednost, ništa više.

(Francium; od imena Francuske), Fr - radioaktivna hemikalija. element grupe I periodnog sistema elemenata; at. n. 87. Nema stabilne izotope. Dobijeno je 18 radioaktivnih izotopa s masenim brojevima od 204 do 224 i poluraspadom od 5 10 -3 sec (218Fr) do 23 min (212Fr). Postojanje F. i nekih od njegovih svetaca predvidjeli su (1870) Rus. naučnik D. I. Mendeljejev, nazivajući tada nepoznati element ekacesijumom. Ekacesium su 1939. godine otkrili Francuzi. istraživač M. Perey u proučavanju radioaktivnog raspada aktinijuma i nazvan "aktinijum K". 1949. aktinijum K je preimenovan u francij. Izotopi 223Fr i 221Fr se nalaze u prirodi, od kojih je izotop 223Fr proizvod radioaktivnog raspada aktinijuma 227Ac. 1 m prirodnog uranijuma sadrži 0,2 mg 227Ac i 3,8 10 -10 g 223Fr. Francij je najteži element među alkalnim metalima. Atomski radijus 12,83 A. Jonski radijus Fr+ je 1,80 A. Gustina (temperatura 20°C) 2,44 g/cm3; mp 20°C; t kip630 °C; toplotni kapacitet 0,0338 cal/g-deg; električni otpor (t-ra 18 C) 45 10-6 ohm-cm.

Prema kem. Sv. Francijum je potpuni analog rubidija i cezijuma. Fluorid hidroksid, hlorid, nitrat, sulfat, sulfid, karbonat, acetat i F. oksalat se dobro otapaju u vodi; perhlorat, pikrat, jodat, hloroplatinat, hlorobismutat, hloro-antimonat, hlorostanat i kobalt-tinitrit F., kao i dvostruka so Fr9Bi2I9 i francijumove soli sa heteropoli kiselinama slabo su rastvorljive u vodi. Francij se izoluje različitim metodama iz produkata raspada 227Ac, ​​iz rude uranijumske smole, iz proizvoda zračenja torija i uranijuma brzim protonima, kao i iz proizvoda zračenja zlata 22Ne ionima. Kada se F. izoluje iz produkata raspadanja 227Ac, ​​prokuha se vodena otopina aktinij klorida s viškom natrijevog karbonata, talog se odfiltrira, filtratu se doda hlorovodonična kiselina i ponovo prokuha kako bi se uništili karbonatni ioni. Zatim se dodaju male količine lantan i barijum hlorida, kalijum i amonijum hromat. Nakon toga se talog hromata odfiltrira, a filtrat koji sadrži 223Fr se koncentriše isparavanjem. Francijum se izoluje iz rastvora koji pored F. soli sadrže i druga jedinjenja, jonoizmjenjivačkim smolama, elektroforezom, hromatografijom i drugim metodama.Francij se koristi za određivanje prisustva aktinijuma u prirodnim objektima. Izotop 223Fr nalazi primenu u biološkim istraživanjima.

Karakteristika elementa

Jedno je sigurno - njegov valentni elektron je na 7s -orbitale, a poluprečnik atoma je najveći među svim elementima periodnog sistema. Francij je radioaktivni hemijski element. Nema stabilne izotope, a oni koji su poznati su kratkotrajni i brzo se raspadaju, emitujućiβ -zračenje (elektroni). Na cijeloj kugli zemaljskoj jedva se nalazi ~500g.

Svojstva jednostavne supstance i jedinjenja

Svi podaci o svojstvima francija dobijeni su ekstrapolacijom na osnovu rezultata koprecipitacije sa drugim elementima. U hemijskom smislu, I g je najbliži analog cezijuma, u smislu francijuma je još elektropozitivniji. Njegovo jedino stabilno oksidaciono stanje je +1.

Dobijanje i korišćenje

Francij se dobija samo u obliku njegove veze odvajanjem od aktinija. Odvajanjem jonske izmjene na koloni smole« Može se dobiti mikroskopska količina Dowex-50" od 95% čistog francijuma. Međutim, njegovo poluvrijeme je 22 minute, odnosno nakon svakog takvog intervala njegova se količina prepolovi. Još nije našao nikakvu upotrebu. Radio emisija francija pomaže u pronalaženju. Pojavile su se publikacije u kojima se navodi da radioaktivnost francija može biti korisna u dijagnostici onkoloških bolesti: selektivno je sposobna da se akumulira u tumorima u najranijim fazama njihovog razvoja.

Čitate članak o francuskom

DEFINICIJA

Francuska nalazi se u sedmom periodu I grupe glavne (A) podgrupe periodnog sistema.

Odnosi se na elemente s-porodice. Metal. Oznaka - Fr. Redni broj - 87. Relativna atomska masa - 223,02 a.m.u.

Elektronska struktura francuskog atoma

Atom francija sastoji se od pozitivno nabijenog jezgra (+87), unutar kojeg se nalazi 87 protona i 136 neutrona, a 87 elektrona se kreće u sedam orbita.

Fig.1. Šematska struktura atoma francija.

Raspodjela elektrona po orbitalama je sljedeća:

87Fr) 2) 8) 18) 32) 32) 8) 1 ;

1s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 6 3d 10 4s 2 4str 6 4f 14 5s 2 5str 6 5d 10 6s 2 6str 6 7s 1 .

Vanjski elektronski nivo francijevog atoma ima 1 elektron, koji je valentni elektron (nalazi se na podnivou 7s). Energetski dijagram osnovnog stanja ima sljedeći oblik:

Prisustvo jednog nesparenog elektrona u atomu francija ukazuje na njegovu sposobnost da pokaže oksidaciono stanje od +1.

Valentni elektron francijevog atoma može se okarakterisati skupom od četiri kvantna broja: n(glavni kvant), l(orbitalna), m l(magnetni) i s(vrtjeti):

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Francuska

FRANCE-I; cf.[lat. Francij] Hemijski element (Fr), radioaktivni alkalni metal.

◁ francuski, th, th.

(lat. Francium), hemijski element I grupe periodnog sistema, pripada alkalnim metalima. Radioaktivni, najstabilniji izotop je 223 Fr (vrijeme poluraspada 22 min). Ime je iz Francuske - rodnog mjesta M. Pereya, koji je otkrio element. Jedan od najrjeđih i najmanje stabilnih od svih prirodnih radioaktivnih elemenata. Osobine francijuma nisu dovoljno proučavane zbog nemogućnosti izdvajanja značajnih količina; procijenjena: gustina 2,3-2,5 g/cm 3, t pl 18-21°C. Hemijski najaktivniji od svih alkalnih metala.

FRANCUSKA (lat. Francium), Fr (čitaj „francij“), radioaktivni hemijski element sa atomskim brojem 87. Najteži alkalni metal. Nalazi se u grupi IA, u 7. periodu periodnog sistema elemenata.
Svi radioizotopi francija brzo se raspadaju, a najdugovječniji prirodni a-radioaktivni 223 Fr (T1/2 = 21,8 min) uključen je u radioaktivnu seriju 235 U. Dobijeni su izotopi sa masenim brojevima 202-229. Elektronska konfiguracija vanjskog sloja 7s 1 . Oksidacijsko stanje je +1 (valencija I). Radijus atoma 0,29 nm, radijus jona Fr + 0,178 nm. Elektronegativnost prema Paulingu (cm. PAULING Linus) 0,7.
Biti u prirodi
Sadržaj u zemljinoj kori je nekoliko stotina grama. 223 Fr se stalno formira tokom radioaktivnog raspada.
Istorija otkrića
Prvi zaključak o postojanju Fr izveo je D. I. Mendeljejev (cm. MENDELEEV Dmitrij Ivanovič). Godine 1938-1939 Francuskinja M. Perey otkrila je francij dok je proučavala radioaktivni raspad 227 Ac. Godine 1945. element je nazvan u čast domovine M. Pereya - Francuske.
Fizička i hemijska svojstva
S obzirom da istraživači imaju uzorke koji ne sadrže više od 10 -13 -10 -14 g Fr, podaci o njegovim svojstvima su poznati samo pretpostavljeno. Fr je po svojstvima sličan cezijumu (cm. CEZIJUM). Uvijek kokristalizira sa svojim spojevima. Gustina Fr može biti 2,5 kg/dm 3 , tačka topljenja 18-21°C, tačka ključanja 640-660°C.

enciklopedijski rječnik . 2009 .

Pogledajte šta je "francij" u drugim rječnicima:

- (Francium), Fr, radioaktivni hemijski element I grupe periodnog sistema, atomski broj 87; alkalni metal. Francusku je otkrio francuski radiohemičar M. Pere 1939. ... Moderna enciklopedija

- (lat. Francium) Fr, hemijski element grupe I periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 87, atomska masa 223,0197, pripada alkalnim metalima. Radioaktivni, najstabilniji izotop je 223Fr (vrijeme poluraspada 21,8 min). Nazvana po… Veliki enciklopedijski rječnik

- (simbol Fr), radioaktivni, metalni element prve grupe periodnog sistema, otkriven 1939. Najteži element serije alkalnih metala. U svom prirodnom obliku, prisutan je u rudi uranijuma, produktu raspadanja AKTINIJUMA. Rijetka stvar... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik

Fr (nazvan u čast Francuske, rodno mjesto M. Pepea, koji je otkrio element; lat. Francium * a. francium; n. Franzium; f. francium; i. francio, francium), radioaktivni hemij. element grupe I Mendeljejevskog sistema; at. n. 87. Nema stabilne izotope. ... ... Geološka enciklopedija

- (lat. Francium), Fr, radioakt. chem. element periodike 1. grupe. sistema elemenata, at. broj 87, odnosi se na alkalne metale. Naim. stabilan od svih radioaktivnih. elemenata koji se nalaze u prirodi. Prirodni F. se sastoji od b radioaktivnog 223Fr ... ... Physical Encyclopedia

Postoji, broj sinonima: 2 metal (86) element (159) ASIS sinonimski rječnik. V.N. Trishin. 2013 ... Rečnik sinonima

87 Radon ← Francij → Radijum ... Wikipedia

- (lat. Francium), kem. element I gr. periodično sistema, odnosi se na alkalne metale. Radioaktivno, max. stabilan nuklid 223Fr (poluživot 22 min). Ime iz Francuske, domovine M. Pereya, koji je otkrio element. Jedan od najrjeđih i najmanje... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik

Francuska- Vidi Francius (Fr) ... Enciklopedijski rečnik metalurgije

francium- francis statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminis elementas. simbolis(iai) Fr atitikmenys: lot. francium engl. francium rus. francij ... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

Knjige

• Radioaktivni metali francij i dubnij. Metode za predviđanje fizičkih parametara, Nikolaev OS Knjiga sadrži metode za predviđanje fizičkih parametara francijuma i dubnijuma. To su radioaktivni metali sedmog perioda tabele D. I. Mendeljejeva. Kratak poluživot ovih metala...