Как выглядит франций металл
Фра́нций (эка-цезий) — элемент главной подгруппы первой группы седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 87. Обозначается символом Fr (лат. Francium ). Простое вещество франций (CAS-номер: 7440-73-5) — радиоактивный щелочной металл, обладающий высокой химической активностью.
Содержание
История
Этот элемент был предсказан Д. И. Менделеевым (как Эка-цезий), и был открыт (по его радиоактивности) в 1939 г. Маргаритой Пере, сотрудницей Института радия в Париже. Она же дала ему в 1964 г. название в честь своей родины — Франции.
Нахождение в природе
Франций — один из редчайших элементов. Среди элементов, постоянно существующих в земной коре, только астат имеет меньшее содержание. Весь природный франций является радиогенным, его радиоактивный распад компенсируется одновременным возникновением новых атомов франция в качестве промежуточных продуктов распада урана-235 и тория-232. Общее содержание франция в земной коре оценивается в 340 граммов.
Изотопы
На 2012 год известно 34 изотопа франция с массовыми числами 199-232 и 7 метастабильных ядерных изомеров [1] . В природе (в качестве продуктов радиоактивного распада урана и тория) содержатся два изотопа: 223 Fr и 224 Fr. Франций-223 (самый долгоживущий из изотопов франция, период полураспада 22,3 минуты) входит в одну из побочных ветвей природного радиоактивного ряда урана-235 и содержится в крайне малых количествах в урановых минералах. Исследования свойств франция проводят с индикаторными количествами нуклида 223 Fr (менее 10 −15 г), так как из-за отсутствия долгоживущих изотопов франций невозможно получить в весовых количествах [2] . Образуется при альфа-распаде актиния-227:
227 Ac → 223 Fr (сопровождается α-излучением, вероятность распада приблизительно 1,4 %),
227 Ac → 227 Th (сопровождается β-излучением, вероятность распада около 98,6 %).
Старое название франция-223 — «актиний К» (AcK). По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно 340 г.
Также в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.
Получение
Микроскопические количества франция-223 и франция-224 могут быть химически выделены из минералов урана и тория. Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций.
Наиболее распространённый способ получения франция путём ядерной реакции:
_\textrm + <>^_\textrm \rightarrow <>^_\textrm + ^_\textrm" />
Интересно, что в данной реакции используется золото. С помощью этой реакции могут быть синтезированы изотопы с массовыми числами 209, 210 и 211. Однако все эти изотопы распадаются быстро (период полураспада 210 Fr и 211 Fr — три минуты, а 209 Fr — 50 секунд).
Физические и химические свойства
Франций похож по свойствам на цезий. Всегда сокристаллизуется с его соединениями. Так как в распоряжении исследователей имеются лишь мельчайшие образцы, содержащие не более 10 −7 г франция, то сведения о его свойствах известны с достаточно большой погрешностью, однако они все время уточняются. Согласно последним данным, плотность франция при комнатной температуре составляет 1,87 г/см³, температура плавления 27 °C, температура кипения 677 °C, удельная теплота плавления 9,385 кДж/кг.
Франций имеет самую низкую электроотрицательность из всех элементов, известных в настоящее время. Соответственно, франций является и самым химически активным щелочным металлом.
Применение
В настоящее время франций и его соли практического применения не имеют, в связи с малым периодом полураспада и высокой радиоактивностью.
Примечания
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics. — CRC, 2006. — Vol. 11. — P. 180–181. — ISBN 0-8493-0487-3
- ↑Редкол.: Зефиров Н.С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: НИ «Большая Российская энциклопедия», 1999. — Т. 5. — С. 187. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9
Ссылки
Литий
Li
Атомный номер: 3
Атомная масса: 6.941
Темп. плавления: 453.69 K
Темп. кипения: 1615 K
Плотность: 0.534 г/см³
Электроотрицательность: 0.98
Натрий
Na
Атомный номер: 11
Атомная масса: 22.990
Темп. плавления: 370.87 K
Темп. кипения: 1156 K
Плотность: 0.97 г/см³
Электроотрицательность: 0.96
Калий
K
Атомный номер: 19
Атомная масса: 39.098
Темп. плавления: 336.58 K
Темп. кипения: 1032 K
Плотность: 0.86 г/см³
Электроотрицательность: 0.82
Рубидий
Rb
Атомный номер: 37
Атомная масса: 85.468
Темп. плавления: 312.46 K
Темп. кипения: 961 K
Плотность: 1.53 г/см³
Электроотрицательность: 0.82
Цезий
Cs
Атомный номер: 55
Атомная масса: 132.905
Темп. плавления: 301.59 K
Темп. кипения: 944 K
Плотность: 1.93 г/см³
Электроотрицательность: 0.79
Франций
Fr
Атомный номер: 87
Атомная масса: (223)
Темп. плавления: 295 K
Темп. кипения: 950 K
Плотность: 1,87 г/см³
Электроотрицательность: 0.7
- Химические элементы
- Радиоактивные элементы
- Щелочные металлы
- Элементы, предсказанные Дмитрием Менделеевым
- Франций
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Франций" в других словарях:
ФРАНЦИЙ — (Francium), Fr, радиоактивный химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 87; щелочной металл. Открыла франций французская радиохимик М. Пере в 1939 … Современная энциклопедия
ФРАНЦИЙ — (лат. Francium) Fr, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 87, атомная масса 223,0197, относится к щелочным металлам. Радиоактивен, наиболее устойчив изотоп 223Fr (период полураспада 21,8 мин). Назван по имени … Большой Энциклопедический словарь
ФРАНЦИЙ — (символ Fr), радиоактивный, металлический элемент первой группы периодической таблицы, открыт в 1939 г. Самый тяжелый элемент ряда ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ. В натуральном виде присутствует в урановой руде, продукт разложения АКТИНИЯ. Элемент редкий,… … Научно-технический энциклопедический словарь
Франций — Fr (назв. в честь Франции, родины M. Пepe, открывшей элемент; лат. Francium * a. francium; н. Franzium; ф. francium; и. francio, francium), радиоактивный хим. элемент I группы системы Mенделеева; ат. н. 87. Cтабильных изотопов не имеет.… … Геологическая энциклопедия
ФРАНЦИЙ — ( лат. Francium), Fr, радиоакт. хим. элемент 1 й группы периодич. системы элементов, ат. номер 87, относится к щелочным металлам. Наим. устойчив из всех радиоакт. элементов, встречающихся в природе. Природный Ф. состоит из b радиоактивного 223Fr… … Физическая энциклопедия
франций — сущ., кол во синонимов: 2 • металл (86) • элемент (159) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
франций — я; ср. [лат. Francium] Химический элемент (Fr), радиоактивный щелочной металл. ◁ Франциевый, ая, ое. * * * франций (лат. Francium), химический элемент I группы периодической системы, относится к щелочным металлам. Радиоактивен, наиболее устойчив… … Энциклопедический словарь
ФРАНЦИЙ — (лат. Francium), хим. элемент I гр. периодич. системы, относится к щелочным металлам. Радиоактивен, наиб. устойчив нуклид 223Fr (период полураспада 22 мин). Назв. от Франции родины М. Перей, открывшей элемент. Один из редчайших и наименее… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Франций — Смотри Франций (Fr) … Энциклопедический словарь по металлургии
франций — francis statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminis elementas. simbolis( iai) Fr atitikmenys: lot. francium angl. francium rus. франций … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Франций – радиоактивный уникум планеты
Описание этого элемента идет в превосходной степени: самый массивный в своем семействе, самый неустойчивый, второй по редкости. Назван в честь одной из самых романтичных стран Европы. Однако о франции известно мало, ученые изучают его до сих пор.
Что представляет собой
Франций – это элемент №87 таблицы Менделеева. Радиоактивный, относится к щелочным металлам.
Международное обозначение и формула вещества – Fr (Francium).
Как был открыт
Существование франция предсказал Дмитрий Менделеев. На основе предполагаемых свойств он классифицировал элемент как эка-цезий.
Физическое открытие случилось в парижском Институте радия почти семьдесят лет спустя, в 1939 году.
«Неуловимость» элемента обусловлена уникальным тандемом характеристик: микроскопическая ядерная устойчивость на фоне высокой химической активности.
Обнаружить элемент удалось благодаря феномену радиоактивности. Неизвестное излучение заметила Маргарита Пере, работавшая с изотопом актиния.
Она же – автор имени. С 1946 года новооткрытый элемент вошел в историю как франций, по названию родной страны первооткрывательницы.
Присутствие в природе
Элемент – второй по редкости на планете. Его опережает только астат.
В природе на 1 атом франция приходится три триллиона атомов урана.
По составу это конгломерат трех десятков изотопов.
То есть весь натуральный франций – продукт радиоактивного распада:
- Это свойство (радиогенность) уравновешивается: распавшиеся атомы сменяются новыми. Они представляют собой транзитный продукт распада изотопов тория (232) и урана (235).
- На планете выявлены изотопы вещества 223 и 224. Они «исчезают», соответственно, за 22 минуты 18 секунд и 175 секунд.
- Франций-223 – результат распада актиния-227 (отсюда его старое название «актиний К»), 224-й получается в реакциях с участием тория.
Микродозы вещества присутствуют в ториевых и урановых рудах.
Запасы франция-223 в земной коре не превышают трети килограмма, изотопа-224 – полуграмма.
Технология получения
Нанодозы франция-223 и -224 выделяют из актиния, ториевого и уранового сырья.
Способ получения базируется на экстракции либо хроматографии.
Другие изотопы синтезируются ядерными установками. В реакциях задействовано золото.
Физико-химические характеристики
Из-за сроков полураспада ученым доступны образцы с долей франция в одну стомиллионную грамма.
Информацию получают расчетным, а не опытным путем. Базой служат данные для рядовых щелочных металлов. Также задействуется оборудование Европейского центра по ядерным исследованиям (ЦЕРНа).
| Свойства атома | |
|---|---|
| Название, символ, номер | Франций / Francium (Fr), 87 |
| Атомная масса (молярная масса) | 223,0197 а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Rn] 7s1 |
| Радиус атома | 290 пм |
| Химические свойства | |
| Радиус Ван-дер-Ваальса | 348 пм |
| Радиус иона | (+1e) 179 пм |
| Электроотрицательность | 0,7 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | Fr←Fr+ −2,92 В |
| Степени окисления | 0; +1 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 392,96 (4,0727) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 2,3—2,5 г/см³ |
| Температура плавления | 18—21 °C; 291—294 K |
| Температура кипения | 640—660 °C (910—930 К) расчётная: 598 °C, 871 K |
| Критическая точка | (расчётная) 1980 ± 50 К, ? МПа |
| Уд. теплота плавления | ~2 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | ~65 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 31,6 Дж/(K·моль) |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | кубическая, объёмноцентрированая |
| Номер CAS | 7440-73-5 |
Поэтому за почти столетие со дня открытия элемента полной ясности о его свойствах нет. Например, о цвете, сплавах.
Однако некоторые характеристики франция как металла установлены:
- Структура кристаллической решетки – куб.
- Самая малая устойчивость.
- Самая малая электроотрицательность среди известных элементов.
- Самая высокая масса, химическая активность в сегменте щелочных металлов.
- Образует два десятка соединений разной степени растворимости водой.
Признаки 2-4 позволяют отличить франций от других элементов.
По химическим свойствам, физическим параметрам активный металл сродни цезию: бурно реагирует с водой, присутствует в цезиевых соединениях.
Где используется
Учеными используется 223-й изотоп франция, чтобы оперативно выявить в природных объектах актиний-227.
Недостатки металла – малый период полураспада плюс радиоактивность – делают его непригодным для практического применения. О промышленном производстве речи нет.
Хлорид вещества распознает онкологию, но дороговизна обнуляет это достоинство.
Франций представляет интерес только для ученых-теоретиков.
Биологическое воздействие
Франций аккумулируется почками, печенью, слюной, раковыми структурами.
Поэтому изотопы 212 и 223 – инструмент исследователей биологических организмов и онкодиагностики.
Стоимость
На общедоступном рынке продукция на основе радиоактивного элемента не представлена. Цена за грамм не озвучивается.
Рений – металл, защищающий планету
Этот металл – один из редчайших на планете. Без него невозможно создание авиадвигателей нового поколения.
Он обнаружен даже в жерле вулкана. Это единственное на планете месторождение рения – богатство России.
Внешне рений напоминает платину или сталь: такой же холодно блестящий, серебристо-белый. Отличить его позволяет порошковая форма – темно-серая до черноты.
Относится к переходным металлам редкой рассеянной группы:
- К благородным не причислен, но превосходит их по редкости и утилитарным характеристикам.
- По составу это смесь изотопов 185 и 187 (соотношение 2:1). Рений-185 стабилен, рений-187 радиоактивен: период полураспада – более 43 млрд. лет.
Международное обозначение – Re (Rhenium), формула вещества – Re.
История открытия металла охватывает два века:
- Существование элемента предполагал Дмитрий Менделеев. В 1871 году он «зарезервировал» за ним в своей таблице ячейку №75.
- Ее заполнили спустя полвека немецкие ученые Ида и Вальтер Ноддаки. Супруги-химики изучали платиновые руды и редкоземельные элементы. Протестировав полторы тысячи образцов, выявили минерал с нехарактерным сочетанием линий в спектре.
Новый металл назвали в честь Рейна – главной реки Германии.
- В 1926 году из молибденита впервые выделили рений – два миллиграмма. Через десять лет в Германии получили два центнера вещества.
- Почти чистое вещество получили в 1928 году. Ради 1 грамма переработали 0,6 тонн молибденита из Норвегии.
- Вторым государством, поставившем получение рения на поток, стали США: 4500 г в 1943 году.
- По завершении Второй мировой войны его извлечение отработали СССР, другие европейские страны: Великобритания, Бельгия, Франция, Швеция.
Рений – последний известный на сегодня природный элемент со стабильным изотопом в составе.
Внешне, по физическим и химическим свойствам рений схож с платиноидами:
Рений – первый по температуре кипения, второй по тугоплавкости (после вольфрама). Четвертый по «тяжести»: впереди только осмий, платина, иридий. По электросопротивлению вчетверо превосходит вольфрам и молибден.
Самородный рений на Земле не встречается.
Нахождение в природе представлено следующими формами:
- Как компонент состава собственных минералов. Они весьма редки, бедны (содержание металла не превышает 2%).
- Промышленники разрабатывают металл попутно с полиметаллическими, платиновыми, медными, молибденовыми рудами.
Следовые количества вещества находят в буром угле.
Тонна земной коры содержит 0,7 мг рения.
Месторождения, добыча
Первые по запасам Чили, вторые США и Казахстан, третья Россия. Чили, США, Казахстан – главные поставщики сырья на мировой рынок.
Глобальные запасы рения оцениваются в 13 тысяч тонн. При ежегодном потреблении до 50 тонн недра планеты истощатся через 2,5 сотни лет.
Российские рудные (медные и молибденовые) запасы сосредоточены в Подмосковье и Рязанской области.
Уникальный источник вещества – вулкан Кудрявый на острове Итуруп (Курильская гряда):
Это единственное на планете «месторождение» в жерле действующего вулкана.
И единственная локация, на которой рентабельна добыча рения как основного, а не побочного продукта.
Главная проблема при добыче – улавливание соединений металла (оксидов). Они улетучиваются почти мгновенно, поэтому требуется тщательная организация процесса.
Главный исходник для получения металла – медно-молибденовая руда. Из нее извлекают медь, молибден, затем выделяют рений.
Для этого применяют пиро-, гидрометаллургические, электрохимические методы переработки первичного либо вторичного сырья.
Второй способ получения металла – извлечение из урановых руд методом подземного выщелачивания.
Производственники оценили достоинства рения: жаропрочность, стойкость, твердость.
Однако масштабы использования диктует цена: рений востребован там, где заменить его нечем. Применяются в основном сплавы.
Рений как металл востребован следующими отраслями:
- Самолето-, ракетостроение. Главный потребитель металла (70%). Двигатели сверхзвуковых самолетов для оборонного и гражданского сектора. Присутствие рения в сплаве материала увеличивает грузоподъемность лайнера.
Для турбины двигателя новых модификаций лайнеров (Airbus, Bombardier, других) требуется 5,39 кг рения.
- Электроника, электротехника. Лампы накаливания специального назначения, рентгеновские, электроннолучевые трубки, термопары, контакты, начинка точных приборов.
Окисленные контакты из рения самоочищаются: окись улетучивается.
- Химия, нефтепереработка. Металл ценится как восстанавливаемый катализатор. Идет на производство элитных марок бензина.
- Ядерная медицина. Изотопами металла диагностируют, лечат сложные формы недугов, включая онкологию.
В мире востребовано ноу-хау российских ученых – рений-188. Аналогов этому продукту нет.
- Наука. Радиоактивный изотоп рений-187 – маркер по установлению возраста геологических формаций.
Новая сфера применения – покрытие. Процесс нанесения металла на поверхность называется ренированием. Им покрывают изнутри поверхности цистерн, контейнеров для агрессивных химикалий.
Недостатки металла, тормозящие применение, – редкость, сложность добычи, высокая цена.
Рений редок, поэтому недешев. Стоимость зависит от степени чистоты и обработки материала.
Пиковые значения цены отмечены в 2008 году – $11,9 тыс./кг.
Сегодняшний диапазон – $1,5-4 тыс./кг.
Значение для человека
Рений не участвует в биологических процессах, но оценено его влияние на экологию.
Это «зеленый» элемент: двигатели из материалов с рением выдают более высокий КПД по использованию топлива. Как результат – уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу.
Франций
Публикуя гифки с различными реакциями щелочных металлов, в комментах достаточное количество людей интересовалось францием в этом плане.
Теперь же, дабы расставить все точки над i. С францием, увы, гифок нет. Так что вместо этого я рассажу непосредственно про него, а заодно почему нет гифок.
Франций - последний из открытых элементов группы щелочных металлов (хотя гипотетически, следующий щелочной металл (элемент № 119) это унуненний, но его еще даже не открыли).
Франций также был предсказан задолго до своего открытия, еще 1870-х годах. Тогда же и вплоть до его открытия, франций именовали "эка-цезием". В начале XX века было множество неудачных попыток его открытия, так как за него принимали радиоактивные изотопы уже известных щелочных металлов. Но все же, в 1939 году, неизвестный на тот момент элемент, был замечен Маргаритой Перей, сотрудницой Института Кюри в Париже, как продукт альфа-распада актиния-227, содержащийся в минерале Настуран.
Позже, 1946 году элементу дали название "франций", в честь родины первооткрывательницы.
Интересный факт, что изначально сама Перей, предлагала назвать его котий (catium), поскольку элемент имеет самый электроположительный катион, но из-за большей ассоциацией с котами, а не с катионами предложение отклонили и остановились на варианте с францием
На данный момент известно 34 изотопа франция. Самые стабильные из них франций-223 и франций-221. Франций-223, тот самый, что был найден в настуране, представляет из себя продукт серии актиниевого распада. В то же время его продуктом после бета-распада является радий-223. Франций-221 - продукт серии нептуниевого распада, образующийся из актиния 225, и сам распадающийся на астат-217. Период их полураспада 22 минуты (у франция-223) и 5 минут (у франция-221), таким образом найденный Перей изотоп - самый стабильный.
(ниже представлено изображение искусственно-полученного франция-223 в магнитно-оптической ловушке количеством в 300k атомов)
"Но как же он существует в природе, если период жизни самого стабильного изотопа 22 минуты?" - спросите вы. Все дело в непрерывном распаде в радиоактивных минералах. В нижеизображенном образце настурана, франция всегда, в любой момент времени, 3,3 × 10^-20 грамм, ибо "тот франций, что был 22 минуты назад" превратился в радий, а некоторое количество актиния, существовавшее 22 минуты назад превратилось во франций, таким образом его всегда одно и то же количество.
Зная концентрацию урановых минералов в земле и концентрацию в них франция, можно также посчитать количество всего франция в земной коре в любой момент времени - это примерно 30 грамм. Собственно, это и ответ на вопрос, почему нет гифок с ним.
Несмотря на чрезвычайную редкость, некоторые свойства этого металла, как усредненные свойства его изотопов, все же известны.
В целом химические свойства франция были бы похожи на свойства цезия, только протекали бы еще более бурно. Как и все щелочные металлы, франций реагировал бы с кислородом воздуха, образуя оксиды и пероксиды, а также с водой, образуя щелочь.
Плотность франция 1,87 г/см³ (в 3,5 раза больше, чем у лития, но в 1,4 меньше, чем у алюминия).
Температура плавления 20С, что делало бы его третьим жидким при н.у. элементом, кроме ртути и брома (у галлия и цезия Тпл 28 градусов, так что они считаются твердыми при стандартных 298К (25С))
Франций обладает самыми низкими показателями электроотрицательности, и если бы его использовали в химии, то он был бы сильнейшим существующим восстановителем.
Неподтвержденное, но все же имеющее место предположение последних лет гласит, что в теории металлический франций может иметь цвет от золотистого (подобно цезию) до вовсе красного.
Франций имеет самый большой размер атомов - 0,54 нм. Это в 2 раза больше атома урана, в 4,5 раза больше, чем атом кислорода и в 8,5 раз больше атома водорода.
Увы, по понятным причинам, франций не нашел практического применения, однако был проект его использования в лечении раковых заболеваний, но опять же из-за его редкости проект признали нецелесообразным.
Франций элемент. Свойства, добыча и применение франция
Не молдавий, не руссий и, даже, не виргиний. Поговорим о франции. Что он должен быть в природе, рассчитал Менделеев .
Потомки химика принялись за поиски элемента . Менделеев нарек его эко-цезием. Из-за схожести химических свойств с цезием , вещество искали рядом с ним.
Изучали, в основном, минералы. Ученым несколько раз казалось, что они обнаружили металл.
Сначала, радовались химики американского штата Вирджиния, в честь которого и хотели назвать элемент.
Инициативу перехватили ученые Молдовы, тоже решившие, что нашли франций. «Находили» его и в России, именуя руссием.
Но, как видно из итогового названия, открытие металла принадлежит французам, точнее, одной из них – Маргарите Перей.
Она работала в парижском институте Кюри, где и извлекла франций из препарата актиния.
Свойства франция
Актиний – еще один элемент таблицы Менделеева, токсичный, близкий к лантану. Изучая препарат металла, Маргарита Перей обнаружила бета-излучение, не подходившее ни к одному из известных изотопов.
На дворе шел 1939-ый. Франций оставался одним из 4-ех неоткрытых веществ. Период полураспада изотопа, обнаруженного Перей при очистке актиния от радиоактивных продуктов, составлял 21-у минуту.
Изотоп подвергли исследованиям. Свойства вещества полностью совпали с предсказаниями Менделеева, то есть, с параметрами эко-цезия. На исследования ушли почти 10 лет. Франций вписали в таблицу в 1946-ом.
Как уже понятно, франций – элемент таблицы Менделеева с радиоактивными свойствами.
Из-за них металл исследуют в микроскопических количествах, дабы излучение не превышало норму.
Осторожно относиться к францию обязывает и его химическая активность. Из ряда щелочных металлов, к коим относится герой статьи , она самая высокая.
Раз элемент щелочной, значит, располагается в главной подгруппе 1-ой группы таблицы Менделеева. Период седьмой.
Атомный номер франция – 87, соответственна и масса. Степень окисления у металла 1-я, отображается, как +1.
При близости свойств к цезию, стандартный потенциал 87-го элемента более отрицательный.
Это значит, что вещество может быть выделено только на ртутном катоде. Изучение стопорит неустойчивость амальгамы франция, то есть, его соединения с ртутью .
Дуэт распадается за считанные минуты, стоит лишь отключить ток. Так что, многие химические свойства самого активного из щелочных металлов провозглашены, так сказать, теоретически, исходя из расчетов, а не опытов.
Франций – элемент, склонный образовывать соли . Большинство из них легко растворимы в воде.
Исключениями являются: перхлорат, хлороплатинат, пикраткобальтинитрит. Они слаборастворимы.
В контакт 87-ой металл вступает и с гетерополикислотами. Элемент выделяется вместе с ними из кислых растворов.
Образует франций и галогениды. Так называют соединения галогенов, находящихся в главной подгруппе 7-ой группы таблицы Менделеева, с другими элементами.
Среди галогенидов 87-го металла есть летучие, к примеру, хлорид франция. Возгонка начинается при 225-ти градусах на воздухе и при 110-ти в вакууме.
Гораздо ниже температура плавления франция – всего 27 градусов. Закипает вещество при 667-ми по шкале Цельсия.
Высчитанная плотность металла – 1,9 граммов на кубический сантиметр. При этом, все меняется, когда 87-ой элемент проходит полураспад.
Итогом становится превращение франция в изотоп уже другого металла – радия.
Применение франция
Пока, франций интересен науке лишь с теоретической точки зрения. Вещество радиоактивное, быстро распадается, поэтому, работать с ним трудно.
К тому же, франций невозможно получить в больших количествах, а главное, найти в природе. Именно поэтому не увенчались успехом изыскания, связанные с минералами.
Именно поэтому Маргарита Перей обнаружила франций в препаратах актиния, полученных искусственным путем.
В общем, вещество не только опасно, но и дефицитно, поэтому промышленники стараются не прибегать к его «услугам».
В 20-ом веке химический элемент франций, точнее, его хлорид использовали для обнаружения раковых опухолей и их лечения.
У мутировавших клеток непроницаемые мембраны. Кислород не проникает. Внутри начинается брожение глюкозы. Отсюда выплеск энергии, позволяющий опухоли бесконтрольно разрастаться.
У хлорида франция есть свойство проникать сквозь мембраны раковых клеток. Щелочная среда металла приводит Ph в норму, блокирует брожение глюкозы.
Звучит стройно. Но, на это способен и хлорид цезия. Поэтому, медики прекратили тратить дефицитный франций, хоть его эффективность немногим выше.
Добыча франция
Маргарита Перей, когда-то, обнаружила изотоп франция с периодом полураспада в 21-у минуту.
Самый устойчивый изотоп элемента ушел не далеко. Его период полураспада – 22,5 минут.
Такой изотоп можно найти в природных ветвях радиоактивного ряда 235-го урана.
Подобный ряд есть и у тория. Но, в нем находят 224-ый франций с периодом полураспада всего в 3 минуты.
Получается, в земной коре франций, все же, есть. Только вот, количество его столь мало, что запасами это считать не приходиться.
Равновесное содержание 224-го изотопа, к примеру, составляет всего 0,5 граммов.
Равновесным называют относительное массовое содержание вещества в газовой сфере. Общее количество франция в земной коре не превышает 30-ти граммов.
Получают франций, как и в 1940-е, из актиния. Выделить чистый металл не выходит. Из актиния получают только соединения 87-го элемента.
Характеристика франция позволяет отсоединить его ионообменным способом. Разделение проводят на колонке со смолой «Дауэкс-50».
Чистота добытого франция равна 95%. Учитывая, что период полураспада самого «живучего» изотопа составляет 22 минуты, уже через 11 из них количество металла уменьшается вдвое.
Поскольку франций близок по свойствам с цезием, он сокристаллизуется с его соединениями. У цезия есть ряд нерастворимых солей .
Франций добывают путем соосаждения с ними. Чаще всего берут перхлорат или кремневольфрамат цезия.
Осаждение из растворов проводят в специальных лабораториях, рассчитанных для работы с радиоактивными веществами.
Цена франция
В случае с металлами цену принято устанавливать за грамм. Но, франций – исключение.
Один грамм 87-го элемента количественно сравним с тоннами платины , золота , серебра , если ориентироваться на содержание металлов в земной коре.
Поэтому, стоимость франция столь высока, что не объявляется, да, и нужды в этом нет. Как уже говорилось, практическое применение у вещества отсутствует.
Его используют для научных, лабораторных опытов. Но, необходимые микрограммы франция ученые могут добыть сами.
Нет нужды закупать реагент. Поэтому, цена металла столь же теоретическая, как и многие его свойства. Одно из них – стремление растворить самого себя.
Настолько франций радиоактивен и химически подвижен. Возможно, именно поэтому вещества так мало… Не растворил ли 87-ой элемент уже большую часть своих запасов?
Анализируя их, стоит учесть, что франций – самый тяжелый из щелочных металлов. Для образности, представим вату.
Чтобы набрать 30 граммов, нужны большие объемы. Чтобы запастись аналогичным количеством 87-го вещества, хватит крупиц.
Читайте также: