フランシウム元素の事実
化学元素フランシウムはアルカリ金属に分類されます。 1939年にMargueritePereyによって発見されました。
データゾーン
分類: | フランシウムはアルカリ金属です |
色: | シルバーグレーメタリック(推定) |
アトミック重量: | (223)、安定した同位体なし |
状態: | 固体 |
融点: | 27 oC、300 K |
沸点: | 677 oC、950 K |
電子: | 87 |
プロトン: | 87 |
最も豊富な同位体のニュートロン: | 136 |
電子シェル: | 2、 8,18,32,18,8,1 |
電子構成: | 7s1 |
密度@ 20oC: | 1.873 g / cm3 |
熱、エネルギー、酸化、反応、化合物、半径、導電率
原子体積: | 71.07 cm3 / mol |
構造: | bccと考えられる:体心立方 |
硬度: | – |
比熱容量 | – |
溶融熱 | 2 kJ mol-1 |
噴霧熱 | 73 kJ mol-1 |
気化熱 | 64 kJ mol-1 |
最初のイオン化エネルギー | 384 kJ mol-1 |
2番目のイオン化エネルギー | – |
3番目のイオン化エネルギー | – |
電子親和性 | – |
最小酸化数 | 0 |
最小一般的な酸化番号 | 0 |
最大酸化数 | 1 |
最大一般的な酸化番号 | 1 |
電気陰性度(ポーリングスケール) | 0.7 |
分極性体積 | 48.7Å3 |
空気との反応 | – |
反応15 M HNO3 | – |
6 MHClとの反応 | 活発、⇒H2、FrCl |
6 MNaOHとの反応 | 活発、⇒H2、FrOH |
酸化物 | – |
水素化物 | – |
塩化物 | – |
原子半径 | – |
イオン半径(1+イオン) | 194 pm |
イオン半径(2+イオン) | – |
イオン半径(3+イオン) | – |
イオン半径(1-イオン) | – |
イオン半径(2-イオン) | – |
イオン半径(3-イオン) | – |
熱伝導率 | 3.61 W m-1 K-1 |
電気伝導率 | – |
凝固点/融点: | 27 oC、300 K |
このウラン鉱石サンプルには、約100 000個のフランシウム223(3.3 x 10 -20 g)が含まれています。フランシウムは放射性です。地球上には常に30g未満しか存在しません。画像参照。 (1)
フランシウムの発見
フランシウムは、1939年にマルグリット・ペレイがアクチニウム227の放射性崩壊を研究していたときに発見されました。
発見はパリのキュリー研究所で行われました。この元素の名前は、発見した国であるフランスに由来しています。
発見は、1935年にペリーが26歳のときに、アメリカの科学者がアクチニウムから放出されるベータ粒子を発見したと主張する研究論文を読み始めました。
ペリーはこの発見に興味があり、すでにアクチニウム関連の研究の専門家であったため、アクチニウムについて独自の実験を行うことにしました。彼女は超高純度のアクチニウムサンプルを作成し、その放射線を研究しました。ペリーは、アクチニウムの放射能の約1%が、ベータ粒子ではなくアルファ粒子を放出することによって引き起こされることを発見しました。
ペリーは、アクチニウム227がヘリウム核(アルファ粒子とも呼ばれる)を放出することによって崩壊する可能性があることを発見しました。それ自身の核。形成された娘核は、彼女が母国であるフランスを称えるためにフランシウムと呼ぶことを選択した、これまで発見されていなかった元素でした。
227Ac→223Fr + 4He
87個の陽子を持つ新しい元素は周期表のグループ1、他の5つのアルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム)を結合します。
フランシウムの発見は、人類による自然発生元素の発見を完了しました。
それ以降に発見されたすべての元素は、元素が実験室で製造されたときに発見されました。
核はベータ粒子を放出します(電子)と反ニュートリノ。この結果、原子核内の中性子が陽子に変わります。周期表(フランシウム)の元素87がこれを行う場合、余分なプロトンは元素88(ラジウム)になることを意味します。
外観と特性
有害な影響:
フランシウムは高放射性です。
特性:
フランシウムは重くて不安定な放射性金属で、わずか22分の最大半減期。融点が低く(27 oC、81 oF)、十分に蓄積できれば、暖かい部屋で液体になります。
フランシウムは、地球の地殻で2番目に希少な元素です。アスタチンの隣。地球上には常に30グラム未満のフランシウムが存在します。
フランシウムはすべての元素の中で電気陰性度が最も低いため、最も化学的に反応性の高いアルカリ金属である必要があります。残念ながら、水と反応することを示すのに十分な量は入手できません。粒子加速器で少量製造されています。理論的には、水との反応はセシウムよりも激しく、ナトリウムよりもはるかに激しいでしょう。
フランシウムは最近、ニューヨーク州のストーニーブルック大学で研究されました。そこでの科学者たちは、その特性を測定するために、磁場内のレーザービームを使用して一度に最大1万個のフランシウム原子をトラップしました。
フランシウムの用途
商業的には、フランシウムは希少性と不安定性があるため、用途はありません。研究目的でのみ使用されます。
フランシウム崩壊
質量数が200から232のフランシウムの同位体は、最も一般的にはアルファ崩壊またはベータ崩壊を起こします。
フランシウムの崩壊経路のほんの数例を次に示します。
フランシウム223は、元素の最長寿命の同位体です。半減期は22分です。アルファ粒子(ヘリウム核)を放出してアスタチン-219を形成するか、ベータ粒子を放出してラジウム-223を形成することができます。 (ベータ粒子は、中性子が陽子に変換されるときに原子核から放出される電子です。)
フランシウム-221の半減期は5分です。アルファ粒子を放出してアスタチン-217を形成するか、ベータ粒子を放出してラジウム-221になることができます。
フランシウム-216の半減期は0.7マイクロ秒です。アルファ粒子を放出してアスタチン-212を形成するか、陽電子を放出してラドン-216を形成することができます。
フランシウム-212の半減期は19分です。アルファ粒子を放出してアスタチン208を形成したり、軌道電子を捕獲してラドン212を形成したりすることができます。 (2)(軌道電子捕獲中に、原子核は原子自身の電子の1つを捕獲し、ニュートリノを放出します。)
存在量と同位体
存在量の地球の地殻:〜0パーツパーミリオン、〜0パーツパーミリオン
豊富なソーラーシステム:〜0重量パーツ/億、〜0パーツパー億モル
コスト、純粋:100gあたり$
コスト、バルク:100gあたり$
出典:フランシウムは、アクチニウムのアルファ放射性崩壊の結果として自然に発生します。
同位体:フランシウムには33の同位体があり、その半減期は質量番号200から232で知られています。安定したものはありません。 223Frの半減期は21.8分と最長です。
- KonradRoederによる写真
- EKハイド、ギオルソ、G.T。 Seaborg、Physical Review。、1950、77、p765、Issue6。
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"Francium." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 11 Jan. 2015. Web. <https://www.chemicool.com/elements/francium.html>.