鈁是門捷列夫曾經(jīng)指出的類銫,,是莫斯萊所確定的原子序數(shù)為87的元素。它的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了彎曲的道路,。
剛開(kāi)始,,化學(xué)家們根據(jù)門捷列夫的推斷——類銫是一個(gè)堿金屬元素,是成鹽的元素,,就嘗試從各種鹽類里去尋找它,,但是一無(wú)所獲。
1925年7月英國(guó)化學(xué)家費(fèi)里恩德特地選定了炎熱的夏天去死海尋找它,。但是,,經(jīng)過(guò)辛勞的化學(xué)分析和光譜分析后,卻絲毫沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這個(gè)元素,。
后來(lái)又有不少化學(xué)家嘗試?yán)霉庾V技術(shù)以及利用原子量作為突破口去找這個(gè)元素,,但都沒(méi)有成功。
1930年,,美國(guó)亞拉巴馬州工藝學(xué)院物理學(xué)教授阿立生宣布,,在稀有的堿金屬礦銫鎦石和鱗云母中用磁光分析法,發(fā)現(xiàn)了87號(hào)元素,。元素符號(hào)定為Vi,。可是不久,磁光分析法本身被否定了,,利用它發(fā)現(xiàn)的元素也就不可能成立,。
到1939年,法國(guó)女科學(xué)家佩里在研究錒的同位素Ac-227的α衰變產(chǎn)物時(shí),。從中發(fā)現(xiàn)了87號(hào)元素,,并對(duì)它進(jìn)行研究。為了紀(jì)念她的祖國(guó),,把87號(hào)元素稱為francium,,元素符號(hào)為Fr。
基本信息
中文名稱:鈁
英文名稱:francium
元素符號(hào):Fr
原子序數(shù):87
族-系列:第一主族—堿金屬
密度:1.870g/cm3
性狀:質(zhì)軟(堿金屬的特性)
顏色:有銀白色金屬光澤
原子屬性
相對(duì)原子質(zhì)量:223.0197
原子半徑:0.27納米
價(jià)電子排布:7s1
價(jià)電子在每能級(jí)排布:2,,8,,18,32,,18,,8,1
電子數(shù):2-8-18-32-18-8
電子層:K-L-M-N-O-P
氧化態(tài):主要有 1
晶體結(jié)構(gòu):體心立方晶胞,,每個(gè)晶胞含有2個(gè)金屬原子
物理屬性
物質(zhì)狀態(tài):固態(tài),、具有放射性
熔點(diǎn):300.2K(27℃)
沸點(diǎn):950K(677℃)
化學(xué)性質(zhì)
由于核不穩(wěn)定,F(xiàn)r-223的半衰期最長(zhǎng)僅有21分鐘,。其化學(xué)性質(zhì)只能在痕量范圍內(nèi)研究,。是最重的堿金屬元素,也同其他堿金屬一樣極不穩(wěn)定,。鈁的化學(xué)性質(zhì)活潑,,所有的鈁鹽都是水溶性的。由于它有放射性,,而且化學(xué)反應(yīng)極度活躍,,故此無(wú)法制得純鈁。
由于它的不穩(wěn)定和稀有,,鈁還沒(méi)有商業(yè)應(yīng)用,。它已經(jīng)用于生物學(xué)和原子結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域。鈁對(duì)癌癥可能存在的診斷幫助的也已經(jīng)被深入研究了,,但是被認(rèn)為并不實(shí)用,。
鈁可在鈾礦及釷礦中發(fā)現(xiàn),每1×1018個(gè)鈾原子中才能找到一個(gè)鈁原子,。也可透過(guò)以質(zhì)子轟擊釷而獲得,。或者通過(guò)以下核反應(yīng):197Au 18O → 210Fr 5n
資源分布
據(jù)估計(jì),,由于鈁的半衰期很短,,經(jīng)計(jì)算,,地殼中任何時(shí)刻鈁的含量約為30g。這使它成為除砹之外的第二稀有的元素,。即使是在含量最高的礦石中,,每噸也只有0.0000000000037克,。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)199~232的鈁的全部同位素,,其中只有鈁-223、224是天然放射性同位素,,以鈁-223的半衰期最長(zhǎng),,約22分鐘。其余都是通過(guò)人工核反應(yīng)合成的,。
世界上最不穩(wěn)定的天然元素:鈁,,1939年由法國(guó)巴黎居里研究所的Maguerite Perey發(fā)現(xiàn),是元素周期表中最不穩(wěn)定的自然存在元素,,其最穩(wěn)定的同位素鈁-223的半衰期僅為22分鐘,。(吉尼斯世界紀(jì)錄)