Francijas atoma struktūra. Francijs Ķīmiskā elementa francijs izcelsme

(Francium; no Francijas nosaukuma), Fr - radioaktīvā ķīmiskā viela. elementu periodiskās sistēmas I grupas elements; plkst. n. 87. Nav stabilu izotopu. Ir iegūti 18 radioaktīvie izotopi ar masas skaitu no 204 līdz 224 un pussabrukšanas periodu no 5 10 -3 sek (218Fr) līdz 23 min (212Fr). F. un dažu viņa svēto esamība paredzēja (1870) Rus. zinātnieks D. I. Mendeļejevs, nosaucot tobrīd nezināmo elementu par ekacēziju. Ekacēziju 1939. gadā atklāja franči. pētnieks M. Perejs aktīnija radioaktīvās sabrukšanas izpētē un nosaukts par "aktīnijs K". 1949. gadā aktīnijs K tika pārdēvēts par franciju. Izotopi 223Fr un 221Fr ir sastopami dabā, no kuriem 223Fr izotops ir aktīnija 227Ac radioaktīvās sabrukšanas produkts. 1 m dabiskā urāna satur 0,2 mg 227Ac un 3,8 10 -10 g 223Fr. Francijs ir smagākais elements starp sārmu metāliem. Atomu rādiuss 12,83 A. Jonu rādiuss Fr+ ir 1,80 A. Blīvums (temperatūra 20°C) 2,44 g/cm3; tp 20°C; t kip630 ° С; siltumietilpība 0,0338 cal/g-deg; elektriskā pretestība (t-ra 18 C) 45 10-6 omi-cm.

Saskaņā ar chem. Svētais francijs ir pilnīgs rubīdija un cēzija analogs. Fluora hidroksīds, hlorīds, nitrāts, sulfāts, sulfīds, karbonāts, acetāts un F. oksalāts labi šķīst ūdenī; perhlorāts, pikrāts, jodāts, hloroplatināts, hlorbismutāts, hlorantimonāts, hlorostanāts un kobalttinitīts F., kā arī dubultsāls Fr9Bi2I9 un francija sāļi ar heteropolskābēm slikti šķīst ūdenī. Franciju ar dažādām metodēm izdala no 227Ac sabrukšanas produktiem, no urāna sveķu rūdas, no torija un urāna apstarošanas produktiem ar ātriem protoniem, kā arī no zelta apstarošanas produktiem ar 22Ne joniem. Izolējot F. no 227Ac sabrukšanas produktiem, aktīnija hlorīda ūdens šķīdumu uzvāra ar nātrija karbonāta pārpalikumu, nogulsnes filtrē, filtrātam pievieno sālsskābi un vēlreiz uzvāra, lai iznīcinātu karbonāta jonus. Tad pievieno nelielu daudzumu lantāna un bārija hlorīda, kālija un amonija hromāta. Pēc tam hromātu nogulsnes filtrē un filtrātu, kas satur 223Fr, koncentrē, iztvaicējot. Franciju izdala no šķīdumiem, kas papildus fosfora sāļiem satur citus savienojumus, izmantojot jonu apmaiņas sveķus, elektroforēzi, hromatogrāfiju un citas metodes.Franciju izmanto, lai noteiktu aktīnija klātbūtni dabas objektos. 223Fr izotops tiek izmantots bioloģiskajos pētījumos.

Elementa raksturojums

Viena lieta ir skaidra - tā valences elektrons ir pie 7s -orbitāles, un atoma rādiuss ir lielākais starp visiem periodiskās sistēmas elementiem. Francijs ir radioaktīvs ķīmiskais elements. Tam nav stabilu izotopu, un tie, kas ir zināmi, ir īslaicīgi un ātri sadalās, izstaroβ -starojums (elektroni). Uz visas zemeslodes tas gandrīz nav atrodams ~ 500g.

Vienkāršas vielas un savienojumu īpašības

Visi dati par francija īpašībām tiek iegūti ekstrapolējot, pamatojoties uz koprecipitācijas rezultātiem ar citiem elementiem. Ķīmiskā ziņā I g ir tuvākais cēzija analogs, francija ziņā tas ir vēl elektropozitīvāks. Tā vienīgais stabilais oksidācijas stāvoklis ir +1.

Iegūšana un lietošana

Franciju iegūst tikai savienojuma veidā, atdalot no aktīnija. Ar jonu apmaiņas atdalīšanu uz sveķu kolonnas« Var iegūt Dowex-50" mikroskopisku daudzumu 95% tīra francija. Taču tā pussabrukšanas periods ir 22 minūtes, t.i., pēc katra šāda intervāla tā daudzums samazinās uz pusi. Vēl nav atrasts lietojums. Francija radio izstarojums palīdz atrast. Ir iznākušas publikācijas, kurās teikts, ka francija radioaktivitāte var būt noderīga onkoloģisko slimību diagnostikā: tā selektīvi spēj uzkrāties audzējos to agrīnajās attīstības stadijās.

Jūs lasāt rakstu par franču valodu

Atvēršanas vēsture:

Francijs ir viens no četriem elementiem (Nr. 43, 61, 85 un 87), kas palika neatklāts līdz 1925. gadam. Medeļejeva prognozētais ekēzijs tika meklēts kā cēzija pavadonis cēzija minerālos. No 1929. līdz 1939. gadam ekacēzijs tika "atrasts" vairākas reizes, dažkārt par godu ASV štatam saukts par virginium, pēc tam par moldaviju, pēc tam par alkalīniju vai krieviju. Tomēr visi šie atklājumi bija nepareizi.
1939. gadā Margerita Pereja no Kirī institūta Parīzē, attīrot aktīnija preparātu (Ac-227) no dažādiem radioaktīviem sabrukšanas produktiem, atklāja b-starojums, kas nevarēja piederēt nevienam no tajā laikā zināmajiem izotopiem. Kad šim izotopam (pusperiods 21 min.) tika veikta ķīmiskā analīze, izrādījās, ka tā īpašības atbilst ēcēzija īpašībām.
Tas beidzot tika apstiprināts pēc Otrā pasaules kara, un 1946. gadā Pereja ierosināja jauno elementu nosaukt par Franciju par godu savai dzimtenei.

Kvīts:

Francijs-223 (ilgākais francija izotops, pussabrukšanas periods 22,3 minūtes) ir viens no dabiskā radioaktīvā urāna-235 sērijas sānu atzariem un ārkārtīgi mazos daudzumos ir atrodams urāna minerālos. Tā veidošanos no aktīnija var izteikt ar vienādojumu: 227 Ac (-, a) 223 Fr. Pēc aplēsēm, tā līdzsvara saturs zemes garozā ir 340 g. Tāpat viens no torija radioaktīvās sērijas sānu zariem satur franciju-224 ar pussabrukšanas periodu 3,0 minūtes. Tā līdzsvara saturs zemes garozā ir tikai 0,5 g.
Kodolreakcijās tiek iegūti arī citi francija izotopi. Viena no visbiežāk sastopamajām reakcijām: 197 Au + 18 O = 210 Fr + 5n

Fizikālās īpašības:

radioaktīvais metāls. Augstās radioaktivitātes dēļ pētījumi tiek veikti ar mikroskopiskiem daudzumiem. Saskaņā ar jaunākajiem datiem francija blīvums istabas temperatūrā ir 1,87 g/cm 3, kušanas temperatūra 27°C, viršanas temperatūra 677°C.
Francija piedzīvo b-sabrukšana, pārvēršoties par rādija izotopu: 223 Fr (-, b) 223Ra

Ķīmiskās īpašības:

Francijam ir viszemākā elektronegativitāte no visiem pašlaik zināmajiem elementiem. Elektroda potenciāls Fr + /Fr = -2,92 V.
Attiecīgi francijs ir arī reaktīvākais sārmu metāls.
Savienojumos tā oksidācijas pakāpe ir +1.

Svarīgākie savienojumi:

Savienojumi ir maz pētīti francija radioaktivitātes dēļ. Tam piemīt lielākā daļa īpašību, kas raksturīgas citiem sārmu metāliem, pēc īpašībām tas ir visvairāk līdzīgs cēzijam un vienmēr līdzkristalizējas ar tā savienojumiem. Tātad, lai izolētu franciju no maisījuma ar citiem kodolreakciju produktiem, to izmanto, pamatojoties uz tā izgulsnēšanos ar nešķīstošiem cēzija sāļiem (cēzija perhlorātu vai cēzija silikovolframātu). To ekstrahē arī no šķīdumiem ar cēzija un rubidija hlorplatinātiem Cs 2 PtCl 6 un Rb 2 PtCl 6, hlorbismutātu Cs 2 BiCl 5, hlorostanātu Cs 2 SnCl 6 un cēzija hlorantimonātu Cs 2 SbCl5, kā arī bez heteropoliskābes, kā arī bez heteropoliskābēm. - silikovolframs un fosfovolframs.
Veido šķīstošus sāļus un hidroksīdu.

Pielietojums:

Vēža audzēju noteikšanai izmantots francija hlorīds FrCl, taču ārkārtīgi augsto izmaksu dēļ šis sāls ir nerentabls liela mēroga izstrādē.
Pašlaik francijs un tā sāļi vēl nav izmantoti īsā pussabrukšanas perioda un augstās radioaktivitātes dēļ.

Testova Kristīna
HF Tjumeņas Valsts universitāte, 581 grupa, 2011. gads

Avoti: Francius. Populārā ķīmisko elementu bibliotēka http://n-t.ru/ri/ps/pb087.htm
Francija. Wikipedia, brīvā enciklopēdija.

- (Francijs), Fr, periodiskās sistēmas I grupas radioaktīvais ķīmiskais elements, atomskaitlis 87; sārmu metāls. Franciju atklāja franču radioķīmiķis M. Pērs 1939. gadā ... Mūsdienu enciklopēdija

FRANCIJA- (lat. Francium) Fr, Mendeļejeva periodiskās sistēmas I grupas ķīmiskais elements, atomnumurs 87, atommasa 223,0197, pieder pie sārmu metāliem. Radioaktīvs, stabilākais izotops ir 223Fr (pusperiods 21,8 min). Nosaukts pēc… Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

FRANCIJA- (simbols Fr), radioaktīvs, metālisks periodiskās tabulas pirmās grupas elements, atklāts 1939. gadā. Smagākais sārmu metālu sērijas elements. Dabiskā formā tas atrodas urāna rūdā, kas ir ACTINIUM sadalīšanās produkts. Reta prece... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

Francija- Fr (nosaukts par godu Francijai, stihijas atklājēja M. Pepes dzimtene; lat. Francium * a. francium; n. Franzium; f. francium; un. francio, francium), radioaktīvā ķīm. Mendeļejeva sistēmas I grupas elements; plkst. n. 87. Nav stabilu izotopu. ... ... Ģeoloģiskā enciklopēdija

FRANCIJA- (lat. Francium), Fr, radioakt. chem. 1. grupas periodikas elements. elementu sistēmas, plkst. numurs 87, attiecas uz sārmu metāliem. Naim. stabils no visa radioaktīvā. dabā sastopamie elementi. Dabiskais F. sastāv no b radioaktīvā 223Fr ... ... Fiziskā enciklopēdija

francijs- lietvārds, sinonīmu skaits: 2 metāla (86) elements (159) ASIS sinonīmu vārdnīca. V.N. Trišins. 2013... Sinonīmu vārdnīca

francijs- es; sk. [lat. Francijs] Ķīmiskais elements (Fr), radioaktīvs sārmu metāls. ◁ Franču, ak, ak. * * * Francijs (lat. Francium), periodiskās sistēmas I grupas ķīmiskais elements, pieder pie sārmu metāliem. Radioaktīvais, visstabilākais ...... enciklopēdiskā vārdnīca

FRANCIJA- (lat. Francium), ķīm. elements I gr. periodiski sistēmas, attiecas uz sārmu metāliem. Radioaktīvs, maks. stabils nuklīds 223Fr (pusperiods 22 min). Vārds no Francijas, M. Pereja dzimtenes, kurš atklāja stihiju. Viena no retākajām un vismazākajām... Dabaszinātnes. enciklopēdiskā vārdnīca

Francija- Skatiet Franciju (Fr) ... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

francijs- francis statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminis elementas. simbolis(iai) Fr atitikmenys: lot. francija angļu francijs rus. francijs... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

Grāmatas

• Radioaktīvie metāli francijs un dubnijs. Fizisko parametru prognozēšanas metodes, Nikolaev OS Grāmatā ir iekļautas metodes francija un dubnija fizisko parametru prognozēšanai. Tie ir D. I. Mendeļejeva tabulas septītā perioda radioaktīvie metāli. Šo metālu īss pussabrukšanas periods… Pērciet par 538 UAH (tikai Ukrainā)
• De Golls un gollisti. "Konstebls" un viņa līdzgaitnieki Vladlens Maksimovs. Grāmata stāsta par 20. gadsimta slavenāko francūzi, Piektās republikas dibinātāju un pirmo prezidentu no krievu lasītājam neparastas un negaidītas kritiskas puses. Autors sīkāk...

- (Francijs), Fr, periodiskās sistēmas I grupas radioaktīvais ķīmiskais elements, atomskaitlis 87; sārmu metāls. Franciju atklāja franču radioķīmiķis M. Pērs 1939. gadā ... Mūsdienu enciklopēdija

- (lat. Francium) Fr, Mendeļejeva periodiskās sistēmas I grupas ķīmiskais elements, atomnumurs 87, atommasa 223,0197, pieder pie sārmu metāliem. Radioaktīvs, stabilākais izotops ir 223Fr (pusperiods 21,8 min). Nosaukts pēc… Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

- (simbols Fr), radioaktīvs, metālisks periodiskās tabulas pirmās grupas elements, atklāts 1939. gadā. Smagākais sārmu metālu sērijas elements. Dabiskā formā tas atrodas urāna rūdā, kas ir ACTINIUM sadalīšanās produkts. Reta prece... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

Fr (nosaukts par godu Francijai, M. Pepes dzimtene, kas atklāja elementu; lat. Francium * a. francium; n. Franzium; f. francium; un. francio, francium), radioaktīvā ķīm. Mendeļejeva sistēmas I grupas elements; plkst. n. 87. Nav stabilu izotopu. ... ... Ģeoloģiskā enciklopēdija

- (lat. Francium), Fr, radioakt. chem. 1. grupas periodikas elements. elementu sistēmas, plkst. numurs 87, attiecas uz sārmu metāliem. Naim. stabils no visa radioaktīvā. dabā sastopamie elementi. Dabiskais F. sastāv no b radioaktīvā 223Fr ... ... Fiziskā enciklopēdija

Eksist., sinonīmu skaits: 2 metāls (86) elements (159) ASIS sinonīmu vārdnīca. V.N. Trišins. 2013... Sinonīmu vārdnīca

ES ESMU; sk. [lat. Francijs] Ķīmiskais elements (Fr), radioaktīvs sārmu metāls. ◁ Franču, ak, ak. * * * Francijs (lat. Francium), periodiskās sistēmas I grupas ķīmiskais elements, pieder pie sārmu metāliem. Radioaktīvais, visstabilākais ...... enciklopēdiskā vārdnīca

- (lat. Francium), ķīm. elements I gr. periodiski sistēmas, attiecas uz sārmu metāliem. Radioaktīvs, maks. stabils nuklīds 223Fr (pusperiods 22 min). Vārds no Francijas, M. Pereja dzimtenes, kurš atklāja stihiju. Viena no retākajām un vismazākajām... Dabaszinātnes. enciklopēdiskā vārdnīca

Francija- Skatiet Franciju (Fr) ... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

francijs- francis statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminis elementas. simbolis(iai) Fr atitikmenys: lot. francija angļu francijs rus. francijs... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

Grāmatas

• Radioaktīvie metāli francijs un dubnijs. Fizisko parametru prognozēšanas metodes, Nikolaev OS Grāmatā ir iekļautas metodes francija un dubnija fizisko parametru prognozēšanai. Tie ir D. I. Mendeļejeva tabulas septītā perioda radioaktīvie metāli. Šo metālu īsais pussabrukšanas periods...
• De Golls un gollisti. "Konstebls" un viņa līdzgaitnieki Vladlens Maksimovs. Grāmata stāsta par 20. gadsimta slavenāko francūzi, Piektās republikas dibinātāju un pirmo prezidentu no krievu lasītājam neparastas un negaidītas kritiskas puses. Autors sīkāk...

Francijs ir elements ar atomskaitli 87. Visilgākā izotopa atommasa ir 223. Francijs ir radioaktīvs sārmu metāls, tam ir ārkārtīgi izteikta ķīmiskā reaktivitāte.

Francijas atklāšanas vēsture

Metālu tālajā 1939. gadā atklāja Parīzes Radija institūta darbiniece Margerita Perija. Viņa, acīmredzot, patriotisku jūtu vadīta, nosaukusi stihiju par godu savai dzimtenei. Francijs atklāts, pētot mākslīgi iegūto elementu "aktīnijs": pamanīts neraksturīgs radioaktīvais spīdums. Taisnības labad gan jāatzīmē, ka pie šī elementa izveides vienlaikus ar to varētu strādāt arī citi pētnieki, taču, kā saka, uzvarētājus netiesā.

Galvenās īpašības

Mūsdienās francijs ir viens no retākajiem metāliem (un ķīmiskajiem elementiem kopumā), kas sastopams dabā.

Pēc zinātnieku domām, šī metāla saturs zemes garozā ir aptuveni 340 grami (mazāk ir tikai astatīns). Tas galvenokārt ir saistīts ar tā fizisko nestabilitāti. Tā kā tas ir radioaktīvs, tam ir ļoti īss pussabrukšanas periods (stabilākā izotopa pussabrukšanas periods ir 22,3 minūtes). Vienīgais, kas kompensē tā dabisko saturu, ir tas, ka francijs ir starpprodukts urāna-235 un torija-232 sabrukšanas procesā. Tādējādi viss francijs, kas sastopams dabiskos apstākļos, ir radioaktīvās sabrukšanas produkts.

Kā jūs to varat iegūt?

Apsveriet vienīgo veidu, kā iegūt visstabilāko francija izotopu. To var izdarīt, zelta kodolreakcijā ar skābekļa atomiem. Visas pārējās metodes (kas nozīmē radioaktīvo sabrukšanu) nav piemērotas, jo tiek iegūti ārkārtīgi nestabili izotopi, kas “dzīvo” ne ilgāk kā dažas minūtes. Šī elementa iegūšana mājās, tāpat kā visi tā savienojumi, protams, nedarbosies (un patiesībā arī nav vajadzības). var atrast daudzus eksperimentus ar citiem metāliem.

Kādas ir francija ķīmiskās īpašības?

Francijs pēc īpašībām ir līdzīgs cēzijam. 6p apvalka relativistiskā iedarbība nodrošina kovalentāku saiti starp franciju un skābekli superoksīdos (piemēram, FrO 2 sastāvā) salīdzinājumā ar citu šīs grupas elementu superoksīdiem. Ņemot vērā zemāko elektronegativitāti no visa šobrīd esošā francija, to raksturo izteikta ķīmiskā aktivitāte. Visas šī elementa fizikālās īpašības ir norādītas tikai teorētiski, jo praksē tās nav iespējams pārbaudīt šī elementa īsā "dzīves" perioda dēļ (blīvums = 1,87 g / cm³, kušanas t = 27 ° C, vārīšanās t = 677 ° C, īpatnējais kausēšanas siltums = 9,385 kJ/kg). Visi šī elementa savienojumi šķīst ūdenī (izņēmumi: sāļi perhlorāts, hloroplatināts, francija pikratekobaltinitīts). Francijs vienmēr līdzkristalizējas ar vielām, kas satur cēziju. Tiek novērota tā līdzizgulsnēšanās ar nešķīstošiem cēzija sāļiem (cēzija perhlorātu vai cēzija silikovolframātu). Ekstrakcija no francija šķīdumiem tiek veikta:

• cēzija un rubīdija hlorplatināti Cs 2 PtCl 6 un Rb 2 PtCl 6 ;
• hlorobismuts Cs 2 BiCl 5, hlorostanāts Cs 2 SnCl 6 un cēzija hlorantimonāts Cs 2 SbCl 5 2,5H 2 O;
• brīvās heteropolskābes: silikovolframa un fosfovolframa.

Kāda ir šī elementa praktiskā nozīme?

Neskatoties uz visu tās unikalitāti, Francija vēl nav izmantota praksē. Attiecīgi tas netiek izmantots rūpniecībā un jebkādās tehnoloģijās. Iemesls tam ir tā ārkārtīgi īsais pussabrukšanas periods. Ir pierādījumi, ka francija hlorīdu var izmantot onkoloģisko audzēju diagnosticēšanai, taču šīs izglītības ievērojamo izmaksu dēļ šāda veida paņēmienu nevar ieviest sistemātiskā lietošanā. Principā cēzijam ir tādas pašas īpašības.

Tātad šis Francijas īpašums izrādījās nepieprasīts: tā izmaksas tiek salīdzinātas ar platīna vai zelta tonnas izmaksām. Saskaņā ar vadošo ekspertu prognozēm attiecīgajam elementam vienmēr būs tīri kognitīva vērtība, nekas vairāk.