研究簡史

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。

剛開始，化學(xué)家們根據(jù)門捷列夫的推斷——類銫是一個堿金屬元素，是成鹽的元素，就嘗試從各種鹽類里去尋找它，但是一無所獲。

1925年7月英國化學(xué)家費里恩德特地選定了炎熱的夏天去死海尋找它。但是，經(jīng)過辛勞的化學(xué)分析和光譜分析后，卻絲毫沒有發(fā)現(xiàn)這個元素。

后來又有不少化學(xué)家嘗試利用光譜技術(shù)以及利用原子量作為突破口去找這個元素，但都沒有成功。

1930年，美國亞拉巴馬州工藝學(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號元素。元素符號定為Vi?？墒遣痪?，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。從中發(fā)現(xiàn)了87號元素，并對它進行研究。為了紀念她的祖國，把87號元素稱為francium，元素符號為Fr。

理化性質(zhì)

基本信息

中文名稱：鈁

英文名稱：francium

元素符號：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

相對原子質(zhì)量：223.0197

原子半徑：0.27納米

價電子排布：7s1

價電子在每能級排布：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，每個晶胞含有2個金屬原子

物理屬性

物質(zhì)狀態(tài)：固態(tài)、具有放射性

熔點：300.2K（27℃）

沸點：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，故此無法制得純鈁。

應(yīng)用領(lǐng)域

由于它的不穩(wěn)定和稀有，鈁還沒有商業(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，但是被認為并不實用。

鈁可在鈾礦及釷礦中發(fā)現(xiàn)，每1×1018個鈾原子中才能找到一個鈁原子。也可透過以質(zhì)子轟擊釷而獲得。或者通過以下核反應(yīng)：197Au 18O → 210Fr 5n

資源分布

據(jù)估計，由于鈁的半衰期很短，經(jīng)計算，地殼中任何時刻鈁的含量約為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。

同位素

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，約22分鐘。其余都是通過人工核反應(yīng)合成的。

世界紀錄

世界上最不穩(wěn)定的天然元素：鈁，1939年由法國巴黎居里研究所的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。（吉尼斯世界紀錄）