Francium

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Jump to navigation Jump to search
87 radonfranciumrádium
Cs

Fr

(Uue)
   
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
87
Fr
Általános
Név, vegyjel, rendszám francium, Fr, 87
Elemi sorozat alkálifémek
Csoport, periódus, mező 1, 7, s
Megjelenés fémes
Atomtömeg (223)  g/mol
Elektronszerkezet [Rn] 7s1
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) ? 1,87 g/cm³
Olvadáspont 300 K
(27 °C, 80 °F)
Forráspont ? 950 K
(? 677 °C, ? °F)
Olvadáshő ca. 2 kJ/mol
Párolgáshő ca. 65 kJ/mol
Gőznyomás (extrapolált)
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 404 454 519 608 738 946
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet köbös tércentrált
Oxidációs szám 1
(erősen bázikus oxid)
Elektronegativitás >0,79 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 380 kJ/mol
Egyebek
Mágnesség ?
Elektromos ellenállás ? 3 µΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) ? 15 W/(m·K)
CAS-szám 7440-73-5
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A francium izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
222Fr mest. 14,2 min β- 2,033 222Ra
223Fr 100% 22,00 min β- 1,149 221Ra
α 5,430 219At
Hivatkozások

A francium kémiai elem. Vegyjele Fr, rendszáma 87. Erősen radioaktív alkálifém, asztáciumra, rádiumra és radonra bomlik. A természetben második legritkábban előforduló elem az asztácium után. Mint alkálifém, egy vegyértékelektronja van.

Felfedezése[szerkesztés]

1939-ben fedezte fel Marguerite Perey Párizsban, így a nevét az országról, Franciaországról kapta. A laboratóriumon kívül hihetetlen ritka, nagyon csekély mennyiségben megtalálható az urán és a tórium érceiben, melyekben folyamatosan keletkezik és tovább bomlik a 223Fr izotóp. Mindössze 30 g létezik a Föld kérgében, a többi izotópja teljesen mesterséges. A legnagyobb mennyiség, amit valaha összegyűjtöttek bármely izotópjából, 10000 atom volt. Érdekesség, hogy egy brit vegyészcsapat is dolgozott azon, hogy felfedezzék a franciumot. Britiumnak szerették volna elnevezni, ám mivel a franciák sikeresebbek voltak, övék lett a lehetőség.[forrás?]

Jellemzői[szerkesztés]

A francium az utolsó elem, amit a természetben fedeztek fel. Eredeti neve aktínium K volt, mivel az aktínium (Ac) alfa-bomlásának eredménye. Jelenleg ez a legnehezebb alkálifém.

Izotópjai[szerkesztés]

Jelenleg 34 izotópját (199 és 232 közötti tömegszámmal),[1] és hét metastabil magizomerjét ismerjük.[2] A természetben csak a francium-223 és a francium-221 fordul elő, bár utóbbi jóval ritkább.[3]

Legstabilabb izotópja a francium-223, felezési ideje 21,8 perc,[2] nem valószínű, hogy valaha is ennél hosszabb életű izotópot fedeznek fel vagy állítanak elő.[4] A francium-223 az aktínium bomlási sorának ötödik tagja, az aktínium-227 leányizotópja.[5] A francium-223 béta-bomlással rádium-223-má alakul (bomlási energiája 1149 keV), de nagyon kis részben (0,006%-ban) alfa-bomlást szenvedve asztácium-219-cé alakul (bomlási energia 5,4 MeV).[6]

A francium-221 a neptúnium sor kilencedik tagja, az aktínium-225 leányizotópja,[5] felezési ideje 4,8 perc,[2] alfa-bomlással asztácium-217-té alakul (bomlási energiája 6,457 MeV).[2]

A legbomlékonyabb alapállapotú izotóp a francium-215, ennek felezési ideje 0,12 μs, 9,54 MeV energiájú alfa-részecske kibocsátásával asztácium-211-re bomlik.[2] Metastabil izomerje, a francium-215m még ennél is instabilabb, felezési ideje mindössze 3,5 ns.[7]

Felhasználása[szerkesztés]

Instabilitása és ritkasága következtében kereskedelmi jelentőséggel nem rendelkezik.[8][9][10][5] Biológiai kutatásokban kimutatták segítségével, hogy az alkálifémek főként a patkányok veséjében, májában és a nyálmirigyében halmozódnak föl.[11] Kémiai[12] és atomszerkezeti kutatásokban használják. Vizsgálták alkalmazhatóságát különböző ráktípusok kimutatására,[11] de a gyakorlatban ez nem bizonyult hasznosíthatónak.[9]

Viszonylag egyszerű atomszerkezete miatt speciális spektroszkópiai kísérletek végzéséhez is felhasználják, kihasználva előállítási, csapdázási és hűtési módszereit. Ezen kísérletek eredményeként pontosabb információkat nyertek a szubatomi részecskék közötti energiaszintekről és csatolási állandókról.[13] A lézerrel csapdába ejtett francium-210 ionok által kibocsátott fény tanulmányozásával pontos adatokat nyertek az atomi energiaszintek közötti átmenetekről, melyek nagyon hasonlóak a kvantummechanika által jósolt értékekhez.[14]

Hivatkozások[szerkesztés]

  1. CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC, 180–181. o. (2006. augusztus 8.). ISBN 0-8493-0487-3 
  2. ^ a b c d e CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC, 12. o. (2006. augusztus 8.). ISBN 0-8493-0474-1 
  3. Francium, in Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. New York: Wiley-Interscience, 679. o. (2005. augusztus 8.). ISBN 0-471-61525-0 
  4. McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology. McGraw-Hill Professional, 493–494. o. (2002. augusztus 8.). ISBN 0-07-913665-6 
  5. ^ a b c Chemical Elements, in Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. New York: Wiley-Interscience, 332. o. (2005. augusztus 8.). ISBN 0-471-61525-0 
  6. National Nuclear Data Center: Table of Isotopes decay data. Brookhaven National Laboratory, 1990 [2006. október 31-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2007. április 4.)
  7. National Nuclear Data Center: Fr Isotopes. Brookhaven National Laboratory, 2003 [2007. június 30-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2007. április 4.)
  8. Winter, Mark: Uses. Francium. The University of Sheffield. (Hozzáférés: 2007. március 25.)
  9. ^ a b Emsley, John. Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press, 151–153. o. (2001. augusztus 8.). ISBN 0-19-850341-5 
  10. Gagnon, Steve: Francium. Jefferson Science Associates, LLC. (Hozzáférés: 2007. április 1.)
  11. ^ a b Price, Andy: Francium, 2004. december 20. (Hozzáférés: 2018. március 25.)
  12. Haverlock, T. J. (2003. augusztus 8.). „Selectivity of calix[4]arene-bis(benzocrown-6) in the complexation and transport of francium ion”. J Am Chem Soc 125 (5), 1126–7. o. DOI:10.1021/ja0255251. PMID 12553788.  
  13. Gomez, E. (2005. november 7.). „Spectroscopy with trapped francium: advances and perspectives for weak interaction studies”. Rep. Prog. Phys. 69 (1), 79–118. o. DOI:10.1088/0034-4885/69/1/R02.  
  14. Peterson, I. (1996. május 11.). „Creating, cooling, trapping francium atoms”. Science News 149 (19), 294. o. DOI:10.2307/3979560. (Hozzáférés ideje: 2009. szeptember 11.)  

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Francium című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.