Főmenü megnyitása

Francium

kémiai elem, rendszáma 87, vegyjele Fr

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.

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

Tartalomjegyzék

FelfedezéseSzerkesztés

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?]

JellemzőiSzerkesztés

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.

IzotópjaiSzerkesztés

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]

FelhasználásaSzerkesztés

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]

JegyzetekSzerkesztés

  1. CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC, 180–181. o. (2006. május 4.). ISBN 0-8493-0487-3 
  2. a b c d e CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC, 12. o. (2006. május 4.). ISBN 0-8493-0474-1 
  3. Francium, in Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry. New York: Wiley-Interscience, 679. o. (2005. május 4.). ISBN 0-471-61525-0 
  4. McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology. McGraw-Hill Professional, 493–494. o. (2002. május 4.). 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. május 4.). 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. május 4.). 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. május 4.). „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.)  

ForrásokSzerkesztés

  • Kis kémiai szótár. Fordította Hársing Lászlóné. Budapest: Gondolat. 1972. 145. o.  
  • Hans Breuer: Atlasz – Kémia. Fordította Ungvárai János és Ungvárainé dr. Nagy Zsuzsanna. Harmadik, javított kiadás. Budapest: Athenaeum 2000 Kiadó Kft. 2003. 93. o. ISBN 963-9471-35-6  
  • Dr. Otto – Albrecht Neumüller: Römpp vegyészeti lexikon. Budapest: Műszaki Könyvkiadó. 1982. 2 kötet., 211. o. ISBN 963-10-3269-8  
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw: Az elemek kémiája. Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó. 2004. 1 kötet., 93–94 és 102. o. ISBN 963-19-5255-X  

FordításSzerkesztés

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