Корисник:Saritta2798

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето


Предлошка:Infobox francium

Податотека:Marguerite Perey.jpg
Marguerite Perey, Пронаоѓач на франциумот.

Франциум е хемиски елемент со симбол  Fr и атомски број  87.Тоа е вториот најмалку електронегативен елемент, веднаш зад цезиумот. Франциум е високо радиоактивен метал кој се распаѓа во astatine, радиум, и радон. Како алкален метал, тој има еден валентен електрон. Масовно франциумот никогаш не се гледа. Во својата периодична колона од табелата, се претпоставува дека франциумот ќе се појави како високо рефлективен метал, и исто така за да се гледа како на дел цврст или течен. Обезбедувањето на таквов примерок е многу неверојатно, бидејќи екстремната топлина на забите (полуживотот на својот најдолг животен век изотоп е само 22 минути) веднаш ќе испари видлива количина на елементот. Франциумот беше откриен од страна на Маргарет Perey во Франција (и од тука го носи името) во 1939. Тоа беше последниот елемент кој се откри во природата, а не од страна на синтеза.[note 1] Надвор од лабораторија, франциумот е исклучително редок, и некои траги од него се наоѓаат во уран и ториум, каде изотопот е франциум-223 постојано се формира и се распаѓа. Како што е малку што постои 20-30 g (една унца) во било кое дадено време во текот на Земјината кора; другите изотопи (освен за франциум-221) се целосно синтетички. Најголемиот износ произведени во лабораторија беше група од повеќе од 300.000 атоми.[1]

Карактеристики[уреди | уреди извор]

Франциумот е најнестабилен од природно-настанатите елементи: неговиот најголем стабилен изотоп, франциум-223, има полуживот од само 22 минути. Спротивно на тоа, astatine, вториот најмалку стабилни природно елемент, има полу-живот од 8,5 часа.[2] Сите изотопи на Франциумот се распаѓаат во astatine, радиум, или радон. [2] Франциумот исто така е помалку стабилен од сите синтетички елементи до елемент 105.[3]

Франциумот е алкален метал чии хемиски својства најмногу личат на оние на цезиумот.[3] Тежок елемент со еден валентен електрон,[4] тој има најголема еквивалентна тежина од секој елемент.[3] Течно создадениот Франциум треба да има на површинскиот напон 0,05092  N/m во својата точка на топење.[5] Точката на топење на Франциумот беше пресметана за да биде околу 27 °C (80  °F, 300 К).[6] Точката на топење е неизвесна.Така, проценетата вредност на точката на вриење од 677 °C (1250 °F, 950 К) е исто така неизвесна.

Лајнус Полинг ја проценува електронегативност на francium на 0,7 на скалата на Паулинг,[7] исто како и цезиум, вредноста за цезиум оттогаш се свела на 0,79, но нема експериментални податоци да им овозможи на лицето за вредност за Франциум.[8] Франциумот има малку повисока енергија на јонизација од цезиум, [9] 392,811(4) kJ/mol што е спротивно на 375,7041(2) kJ/mol за цезиум, како што би се очекувало од релативистичките ефекти, а тоа би значело дека цезиум е помалку електронегативен од двете. Франциумот исто така треба да има поголем афинитет од електрони од цезиум и Fr- јонски треба да биде повеќе поларизиран од Cs- јон.[10] Франциум супероксид (FrO2), се очекува да има повеќе ковалентен лик од своите сродни елементи; ова се должи на 6p електроните во франциумот да бидат повеќе вклучени во сврзување франциум кислород.[10] Речиси сите франциумови соли се растворливи во вода.

Изотопи[уреди | уреди извор]

Постојат 34 познати изотопи нафранциум кои се движат со атомска маса од 199 до 232.[11] Франциум има седум метастабилни нуклеарни изомери.[3] Франциум-223 и франциум-221 се единствените изотопи кои се јавуваат во природата, иако првиот е далеку повеќе заеднички.[12]


Франциум-223 е најстариот стабилен изотоп, со полуживот од 21,8 минути,[3] и тоа е многу веројатно дека изотопи на франциум со подолг полуживот некогаш ќе бидат откриени или синтетизирани.[13] Франциум-223 е петти производ на серијата actinium забите како ќерка на изотопот на actinium-227.[14] Франциум-223 потоа се распаѓа во радиум-223 од бета распаѓање (1149 keV распаѓање енергија), со мали (0.006%) алфа распаѓање на пат да astatine-219 (5,4 MeV распаѓање енергија).[15]

Франциум-221 има полу-живот од 4,8 минути.[3] Тој е деветтиот производ на серијата neptunium забите како ќерка на изотопот на actinium-225.[14] Франциум-221 потоа се распаѓа во astatine-217 со алфа распаѓање ( 6,457 MeV распаѓање енергија).[3]

Најмалку стабилна основна состојба на изотоп има франциум-215, со полуживот од 0,12 μs. (9,54 MeV алфа распаѓање на astatine-211):[3] Неговата метастабилен изомер, Франциум-215 милиони, е помалку стабилен , сепак, со полуживот од само 3,5 ns.[16]


Апликации[уреди | уреди извор]

Поради својата нестабилност и реткост, не постојат комерцијални апликации за франциум.[17][18][19][14] Тој се користи за истражувачки цели во областа на хемија[20] и на атомската структура. Неговата употреба како потенцијален дијагностички помошник за различни видови на рак, исто така, е истражена,[20] но оваа апликација се смета непрактично.[18]

Франциум има способност да се синтетизира, заедно со својата релативно едноставна атомска структура. Овие експерименти доведоа до поспецифични информации во врска со нивото на енергија и константи спрега помеѓу субатомски честички.[21] Преку студиите на светлината емитирана од ласерски заробени Франциум-210 јони се предвидени точни податоци за транзиции меѓу атомското ниво на енергија кои се прилично слични на оние предвидени со квантната теорија.[22]

Историја[уреди | уреди извор]

Уште во 1870 година, хемичарите сметале дека треба да има еден алкален метал надвор од цезиум, со атомски број 87.[2] Тој потоа беше објавен со привременото име Ека-цезиум.[23] Истражувачки тимови се обиделе да го лоцираат и да го изолираат овој елемент што недостасува, а беа направени најмалку четири лажни тврдења дека елементот бил пронајден пред да се направи автентично откритие.

Погрешно и нецелосно откритија[уреди | уреди извор]

Советскиот хемичар Д. К. Dobroserdov беше првиот научник кој тврдел дека пронашол Ека-цезиум, или Франциум.Во 1925 година, тој забележал слаба радиоактивност во примерок на калиум, уште еден алкален метал, и погрешно заклучил дека Ека-цезиум бил контаминација на примерокот (радиоактивноста од примерокот беше од природно-настанатите калиум радиоизотоп, калиум-40).[24] Tој потоа објави труд на своите предвидувања на својствата на ЕКА-цезиум, во кој тој го нарекол елементот russium по неговата родна земја.[25] Кратко потоа, Dobroserdov почна да се фокусира на наставаната кариера на Политехничкиот институт на Одеса.[24]

Следната година, англискиот научник Gerald J. F. Druce и Фредерик Х. Лоринг анализирал рендгенски фотографии на манган (II) сулфат.[25] Тие ги забележале спектралните линии кои се претпоставува дека се на ЕКА-цезиум. Тие го најавиле нивното откритие на елементот 87 и предложиле alkalinium име, како што тоа ќе биде најтешкиот алкален метал.[24]

Во 1930 година, Фред Алисон Алабама на Политехничкиот институт тврди дека откриле 87 елементи при анализа pollucite и lepidolite користејќи ја својата магнето-оптички машина. Алисон бара да биде именуван virginium по неговата матична држава Вирџинија, заедно со симболите VI и ВМ.[25][26] Во 1934 година, ХГ MacPherson на Беркли ја разоткриле ефикасноста на уредот Алисон и валидноста на ова лажно откритие.[27]


Во 1936 година, романскиот физичар Horia Hulubei и неговиот француски колега Yvette Cauchois исто така ги анализираат pollucite, овој пат со користење на нивните Х-зраци апарат со висока резолуција.[24] Тие забележале неколку слаби линии на емисиите, кои се претпоставува дека се оние на елементот 87. Hulubei и Cauchois ги објавија своите откривања и предложиле moldavium име, заедно со симболот ml, по Молдавија, романската покраина каде што е роден Hulubei.[25] Во 1937 година, поради работата Hulubei беше критикуван од страна на американски физичар FH Hirsh Џуниор, кој го отфрлил истражувањето.Hirsh беше сигурен дека Ека-цезиум не може да се најде во природата. Hulubei инсистираше на тоа дека неговите рендгенски апарати и методи биле толку точни и не може да направи таква грешка. Поради ова, Жан Баптист Перин, добитник на Нобеловата награда и ментор Hulubei е, одобрена moldavium како вистински Ека-цезиум над неодамна откри франциум од Маргарет Perey. Perey се потруди да бидат точни и детални во својата критика на работата Hulubei, и, конечно, таа беше заслужена како единствен пронаоѓач на елементот 87.[24] Сите други претходни наводни откритија на елементот 87 се отфрлиле поради многу ограничениот полуживот нафранциум.[25]

Анализа Perey[уреди | уреди извор]

Ека-цезиум беше откриен во 1939 година од страна на Маргарет Perey на Институтот Кири во Париз, кога таа прочистила примерок од actinium-227 кои се пријавени дека имаат распаѓање на енергија од 220 keV. Perey забележав дека честички се со ниво на енергија од 80 keV. Perey вели дека ова распаѓање на активност можеби било предизвикано од претходно неидентификувани распаѓања на производ.Различните тестови ја елиминираа можноста на непознат елемент: ториум, радиум, олово, бизмут, или талиум. Новиот производ со изложени хемиски својства на алкален што доведе Perey да поверува дека тоа е елемент 87, предизвикан од алфа распаѓање.[23] Perey потоа се обидела да го утврди процентот на бета распаѓање на алфа распаѓање во actinium-227. Нејзиниот прв тест стави алфа разгранување на 0,6%, бројка која подоцна ревидиран до 1%.[13]

Во 1946 година, таа го предложила името catium за новооткриениот нејзин елемент, како што таа верува дека е најстариот електропозитивен. Ирен Жолио-Кири, еден од надзорниците Perey е, се противи на името.[23] Perey тогаш предложила Франциум.Ова име беше официјално усвоено од страна на Меѓународната унија за чиста и применета хемија во 1949 година,[2] и станува вториот елемент по галиум да биде именуван по Франција.[28] Франциумот беше последниот елемент откриени во природата.[23] Понатамошното истражување на структурата на франциум е извршено од страна на Sylvain Либерман, и неговиот тим на ЦЕРН во 1970-тите и 1980-тите. [29]

Појава[уреди | уреди извор]

Сјајна сива 5 сантиметри парче на материја со груба површина.
Овој примерок на uraninite содржи околу 100.000 атоми (3.3 ×1020 г) од Франциум-223 во секое време.[18]

Природа[уреди | уреди извор]

223Fr е резултат на алфа распаѓање на [[227Ac]] и може да се најде во трагови во уран и ториум минерали.[3] Во даден примерок на ураниум, таму се очекува да биде само еден франциум атом за секој 1 × 1018 ураниум атоми.[18] Се пресметува дека има најмногу 30 гр Франциум во Земјината кора во било кое дадено време.[30]

Синтеза[уреди | уреди извор]

Податотека:Franciumtrap.PNG
Francium неутрални атоми можат да бидат заробени во МОТ со помош на магнетно поле и ласерски зраци.[31]

Франциумот можат да се синтетизира во нуклеарната реакција:

197Au + 18O → 210Fr + 5 n Овој процес,е развиен од страна на Стони Брук, приносите Франциум изотопи со маса од 209, 210 и 211,[32] кои потоа се изолирани од магнето-оптичка стапица (МОТ).[31] Стапката на производство на одреден изотоп зависи од енергијата на кислороден зрак. Еден 18O зрак од Стони Брук LINAC создава 210Fr во цел на злато со нуклеарна реакција 197Au + 18O → 210Fr + 5n . Производството е потребно извесно време за да се развие и да се разбереме. Нуклеарната реакција вградува Франциум атоми длабоко во цел на злато, и тие мора да се отстранат ефикасно. Атомите брзо да се дифузни на површината на целта за злато и се ослободуваат како јони, но тоа не се случува во секое време. Јоните на франциум се водени од електростатски леќи се додека не слетаат на површината на топлол итриум и да станат неутрални повторно. Тогаш Франциум се инјектира во стаклена сијалица. Магнетно поле и ласерски зраци се изладени и се ограничени на атоми. Истражувачите сега можат да направат многу чувствителни мерења на емитираната светлина апсорбција од страна на заробени атоми, обезбедување на првите експериментални резултати на разни транзиции меѓу атомското нивото на енергија во франциум. Првичните мерења покажуваат многу добар договор меѓу експерименталните вредности и пресметки врз основа на квантната теорија. Другите методи на синтеза вклучуваат бомбардирање радиум со неутрони и бомбардирање ториум со протони, deuterons или хелиум јони.[13] Франциумот не се синтетизира во количини доволно големи за да ги земат.[2][6][18]

=Види исто така[уреди | уреди извор]

Предлошка:Subject bar

Фусноти[уреди | уреди извор]

  1. Some synthetic elements, like technetium and plutonium, have later been found in nature.

Reference[уреди | уреди извор]

  1. Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име chemnews.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Price, Andy (декември 20, 2004). „Francium“. Посетено на февруари 19, 2012.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 CRC Handbook of Chemistry and Physics. 4. CRC. 2006. стр. 12. ISBN 0-8493-0474-1.
  4. Winter, Mark. „Electron Configuration“. Francium. The University of Sheffield. Посетено на април 18, 2007.
  5. Kozhitov, L. V.; Kol'tsov, V. B.; Kol'tsov, A. V. (2003). „Evaluation of the Surface Tension of Liquid Francium“. Inorganic Materials. 39 (11): 1138–1141. doi:10.1023/A:1027389223381.
  6. 6,0 6,1 „Francium“. Los Alamos National Laboratory. 2011. Посетено на февруари 19, 2012.
  7. Pauling, Linus (1960). The Nature of the Chemical Bond (изд. Third.). Cornell University Press. стр. 93. ISBN 978-0-8014-0333-0.
  8. Allred, A. L. (1961). „Electronegativity values from thermochemical data“. J. Inorg. Nucl. Chem. 17 (3–4): 215–221. doi:10.1016/0022-1902(61)80142-5.
  9. Andreev, S.V.; Letokhov, V.S.; Mishin, V.I. (1987). „Laser resonance photoionization spectroscopy of Rydberg levels in Fr“. Physical Review Letters. 59 (12): 1274–76. Bibcode:1987PhRvL..59.1274A. doi:10.1103/PhysRevLett.59.1274. PMID 10035190.
  10. 10,0 10,1 Thayer, John S. (2010). „Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements“: 81. doi:10.1007/978-1-4020-9975-5_2. Наводот journal бара |journal= (help)
  11. Lide, David R., уред. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 11. CRC. стр. 180–181. ISBN 0-8493-0487-3.
  12. Considine, Glenn D., уред. (2005). Francium, in Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. New York: Wiley-Interscience. стр. 679. ISBN 0-471-61525-0.
  13. 13,0 13,1 13,2 „Francium“. McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology. 7. McGraw-Hill Professional. 2002. стр. 493–494. ISBN 0-07-913665-6.
  14. 14,0 14,1 14,2 Considine, Glenn D., уред. (2005). Chemical Elements, in Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. New York: Wiley-Interscience. стр. 332. ISBN 0-471-61525-0.
  15. National Nuclear Data Center (1990). „Table of Isotopes decay data“. Brookhaven National Laboratory. Посетено на април 4, 2007.
  16. National Nuclear Data Center (2003). „Fr Isotopes“. Brookhaven National Laboratory. Посетено на април 4, 2007.
  17. Winter, Mark. „Uses“. Francium. The University of Sheffield. Посетено на март 25, 2007.
  18. 18,0 18,1 18,2 18,3 18,4 Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. стр. 151–153. ISBN 0-19-850341-5.
  19. Gagnon, Steve. „Francium“. Jefferson Science Associates, LLC. Посетено на април 1, 2007.
  20. 20,0 20,1 Haverlock, TJ; Mirzadeh, S; Moyer, BA (2003). „Selectivity of calix[4]arene-bis(benzocrown-6) in the complexation and transport of francium ion“. J Am Chem Soc. 125 (5): 1126–7. doi:10.1021/ja0255251. PMID 12553788.
  21. Gomez, E; Orozco, L A; Sprouse, G D (ноември 7, 2005). „Spectroscopy with trapped francium: advances and perspectives for weak interaction studies“. Rep. Prog. Phys. 69 (1): 79–118. Bibcode:2006RPPh...69...79G. doi:10.1088/0034-4885/69/1/R02.
  22. Peterson, I (мај 11, 1996). „Creating, cooling, trapping francium atoms“ (PDF). Science News. 149 (19): 294. doi:10.2307/3979560. Посетено на септември 11, 2009.
  23. 23,0 23,1 23,2 23,3 Adloff, Jean-Pierre; Kaufman, George B. (September 25, 2005). Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element. The Chemical Educator 10 (5). Retrieved on 2007-03-26.
  24. 24,0 24,1 24,2 24,3 24,4 Fontani, Marco (септември 10, 2005). „The Twilight of the Naturally-Occurring Elements: Moldavium (Ml), Sequanium (Sq) and Dor (Do)“. International Conference on the History of Chemistry. Lisbon. стр. 1–8. Архивирано од изворникот на февруари 24, 2006. Посетено на април 8, 2007.
  25. 25,0 25,1 25,2 25,3 25,4 Van der Krogt, Peter (јануари 10, 2006). „Francium“. Elementymology & Elements Multidict. Посетено на април 8, 2007.
  26. „Alabamine & Virginium“. TIME. февруари 15, 1932. Посетено на април 1, 2007.
  27. MacPherson, H. G. (1934). „An Investigation of the Magneto-Optic Method of Chemical Analysis“. Physical Review. American Physical Society. 47 (4): 310–315. Bibcode:1935PhRv...47..310M. doi:10.1103/PhysRev.47.310.
  28. Grant, Julius (1969). „Francium“. Hackh's Chemical Dictionary. McGraw-Hill. стр. 279–280. ISBN 0-07-024067-1.
  29. „History“. Francium. State University of New York at Stony Brook. февруари 20, 2007. Посетено на март 26, 2007.
  30. Winter, Mark. „Geological information“. Francium. The University of Sheffield. Посетено на март 26, 2007.
  31. 31,0 31,1 „Cooling and Trapping“. Francium. State University of New York at Stony Brook. февруари 20, 2007. Посетено на мај 1, 2007.
  32. „Production of Francium“. Francium. State University of New York at Stony Brook. февруари 20, 2007. Посетено на март 26, 2007.

Надворешни врски[уреди | уреди извор]

Предлошка:Компактен периодниот систем Предлошка:Хемиски елементи именувана по места Предлошка:Алкални метали