Франций (стр. 1 из 3)
План
1. Загальна характеристика
1.1. Фізичні властивості
1.2. Електронна конфігурація та будова атома
2. Історія відкриття
3. Методи отримання та дослідження
4. Хімічні властивості
5. Використання
6. Список використаної літератури
Розділ1.Загальнахарактеристика
Фізичні властивості:
Атомний номер: 87
Атомна маса: 223,0197
Густина: 1870 кг/м3
Температура плавлення:27.0 ° C (300.15 °K, 80.6 °F)
Температура кипіння:677.0 °C (950.15 °K, 1250.6 °F)
Кількість протонів/електронів:87
Кількість нейтронів:136(ізотоп 87Fr223)Температура плавлення: 18-21°С
Електронна конфігурація та будова атома:
Електронна конфігурація: 1s22s22p63s23p63d104s24p6 4d104f145s25p65d106s26p67s1
Будова атома:
 | Кількість енергетичних рівнів:7Перший енергетичний рівень:2ел. Другий енергетичний рівень:8 ел. Третій енергетичний рівень: 18 ел.Четвертий енергетичний рівень: 32 ел.П’ятий енергетичний рівень: 18 ел. Шостий енергетичний рівень: 8 ел.Сьомийенергетичний рівень: 1ел. |
Найбільш стабільні ізотопи:
| Ізотоп | Період напіврозпаду | Вид радіоактивності | Результат розпаду |
| Fr-212 | 20.0хв | α/β+ | At-208/Rn-212 |
| Fr-221 | 4.8хв | α/β– | At-217/Ra-221 |
| Fr-222 | 14.3хв | β– | Ra-222 |
| Fr-223 | 21.8хв | α/β– | At-219/Ra-223 |
| Fr-225 | 4.0хв | β– | Ra-225 |
| Fr-210 | 3.18 хв | α/β+ | At-206/Rn-210 |
Розділ 2. Історія відкриття
Кажуть, що немає правил без виключень. І якщо вважати правилом той факт, що історія відкриття хімічних елементів зв’язана насамперед із представниками сильної половини людства, то приємним виключенням будуть три жіночих імені, якими вправі пишатися слабка стать: Марія Склодовська-Кюрі – першовідкривач полонію і радію, ІдаНоддак (Такке), що відкрила реній, і МаргаретПере, якій судилося відкрити франций. Анітрохи не применшуючи величезних заслуг Марії Склодовської-Кюрі та ІдиНоддак, відмітимо, що науковий успіх вони поділялизі своїми чоловіками П’єром Кюрі і Вальтером Ноддаком, у той час як МаргаретПере при «народженні» францію обійшлася «без сторонньої допомоги».
Відкриття елементу № 87 (а саме під цим номером значиться францій у таблиці елементів) хіміки усього світу чекали довго – практично сім десятиліть. Справа в тім, що Д. І. Менделєєв, споруджуючи стрункий будівлю своєї періодичної системи, не завжди мав «під рукою» підходящий «будівельний» матеріал, і тому багато клітинок таблиці залишилися порожніми. Але геніальний учений розумів, що ці порожнечі – справатимчасова: відповідні їм «цеглинки» повинні існувати в природі, але поки їм вдається залишатися непоміченими. Менделєєв не тільки вказав майбутнє «місце проживання» ряду елементів, але і з великою точністю передбачив фізичні й хімічні властивості цих незнайомців.
Життя незабаром підтвердило блискучий прогноз ученого: у 1875 році були відкриті галій (Менделєєв називав його ека-алюмінієм, справедливо вважаючи, що по властивостях він буде схожий на свого сусіда зверху по таблиці елементів), у 1879 році – скандій (ека-бор), а в 1886 році – германій (ека-силіцій).
У статті «Природна система елементів і застосування її до вказівки властивостей невідкритих елементів», опублікованої в 1871 році, Менделєєв писав: «Потім у десятому ряді можна чекати ще основних елементів, що належать до I, II і III груп. Перший з нихповинний утворювати оксид R2O, другий – RO, а третій – R2O3; перший буде подібний із цезієм, другий – з барієм, а всі їхні оксиди повинні володіти, звичайно, характером найенергійніших основ».
Йшли роки, науці ставали відомі все нові й нові елементи, але клітинка з номером 87, заброньована за ека-цезієм, продовжувала пустувати, незважаючи на численні спроби вчених ряду країн розшукати її законного власника. І хоча йому вдавалося вислизнути від допитливого погляду дослідників, багато його властивостей, зумовлених «географічним положенням» у періодичній системі, вже були відомі науці.
Так, не викликало сумнівів, що елемент № 87 повинен бути надійним хоронителем лужних «традицій», що міцніють від літію до цезію. Цим обумовлювалася насамперед його висока реакційна здатність (вище, ніж у цезію), у зв’язку з чим він міг бути присутнім у природі лише у виді солей, що володіють більшою розчинністю, ніжу всіх інших солей лужних металів. Оскільки від літію до цезію знижувалася температура плавлення (від 180,5 до 28,5°С), резонно було думати, що ека-цезій у звичайних умовах повинний подібно ртуті знаходитися в рідкому стані. Для лужних металів (окрім літію) характерна ще одна закономірність: чим більше масове число елемента (тобто чим нижче він розташований у періодичній таблиці), тим менше йогознаходиться в земній корі. Якщо врахувати, що вже на частку цезію в природі приходиться зовсім небагато атомів, то розташований під ним елемент № 87 міг і зовсім виявитися найрідкіснішим з рідкісних. Нарешті, радіоактивні «нахили» його сусідів праворуч (про які згадував у статті Менделєєв) – відкритих наприкінці XIX століття радію й актинію – дозволяли стверджувати, що і ека-цезійповинен мати радіоактивність.
Властивості елемента № 87 визначилидва основних напрямки пошуку: одні вчені розраховували знайти його в мінералах лужних металів або в багатих ними водах мінеральних джерел і морів; інші воліли вести розшук на радіоактивних тропах, сподіваючись знайти ека-цезій серед продуктів розпаду сусідніх із ним елементів.
У 1913 році англійськийрадіохімік Дж. Кренстон повідомив, що він помітив у одного з ізотопів актинію слабке альфа-випромінювання (поряд з характерним для цього ізотопу бета-випромінюванням). Учений припускав, що при цьому може утворитися ізотоп елементу № 87. Через рік подібні результати були отримані австрійськими радіохімікамиМейером, Гессом і Панетом, що знайшли при дослідах з ізотопом актинію «незвані» альфа-частинки. «Ці частки утворяться при альфа-розпаді звичайно бета-активного 227Ас, – писали вони, – ...продуктом розпаду повинен бути ізотоп елементу № 87». Але припущення – ще не науковий факт, тим більше, що для сумнівів було чимало основ: по-перше, помічене альфа-випромінювання було настільки слабким, що не виходило за межі можливих погрішностей експерименту: по-друге, досліджуваний препарат актинію цілком міг міститидомішки, «проживаючого» поруч протактинію, що здатний випромінювати альфа-частинки і тому міг легко ввести вчених в оману. Хоча ці дослідники, як з'ясувалося пізніше, знаходилися на правильному шляху, до відкриття елементу № 87 було ще далеко – цієї події залишалося чекати рівно чверть століття...
У 1925 році англієць І. Фріенд вирішив відправитися в Палестину, щоб вивчити води Мертвого моря, багаті лужними металами. «Уже кілька років назад, – писав він, – мені спало на думку, що якщо ека-цезійздатний до постійного існування, то його можна буде знайти в Мертвому морі». Що ж, ідея ця не позбавлена була змісту, але скільки не намагався вчений знайти рентгеноспектральним аналізом хоча б сліди елементу № 87, бажаних результатів він так і не домігся.
За допомогою спектроскопу намагалися виявити невловимий елемент і багато інших дослідників; адже саме він допоміг відкрити рубідій і цезій – найближчих родичів елементу № 87 по лужномусімейству. Не тільки концентрати морських солей, але і крупиці найрідших мінералів, зола грибів і попіл сигар, спалений цукор і кісткивикопних тварин – здавалося б, усі потенційні власники атомів ека-цезію з'являлися перед об’єктивом спектроскопу, але приладзнову й знову засмучував експериментаторів.
Однак у вчених, що шукали ека-цезій, було не тільки засмучення, але і радість, часто, щоправда, передчасні: деякі їх «відкриття», яскраво спалахнувши спочатку, при перевірці виявлялися помилковими і тому швидко «закривалися». Так, у 1926 році в пресі з'явилося повідомлення англійських хіміків Дж. Дрюса і Ф. Лоринга про те, що вони нібито спостерігали лінії 87-го елементу на рентгенограмах сульфату марганцю і дали йому назваалкаліній. Через три роки американський фізик Ф. Аллісон опублікував дані своїх магнітооптичних досліджень, що дозволили йому, як він думав, знайти сліди шуканого елементу в малопоширених мінералах лужних металів – самарскиті, поллуциті і лепідоліті. На честь свого рідного штату вчений пропонував назвати 87-й віргінієм. У 1931 році його співвітчизникам Дж. Пепішу і Е. Вайнеру начебто б удалося спектроскопічним методом підтвердити наявність ліній віргінію в самарскіті, але незабаром з'ясувалося, що причиною появи незнайомих ліній був дефект кальцитового кристалу, встановленого в спектроскопі, яким користувалися вчені.
У 1937 році румунський хімік Г. Хулубей заявив, що ека-цезій знайдений їм у поллуциті, і запропонував іменувати новий елемент молдавієм. Але ні алкалінію, ні віргінію, ні молдавію не довелосьзайняти вакантну клітинку в лівому нижньому куті періодичної таблиці.
Продовжували пошуки і прихильники радіоактивного напрямку. Ще в 1925 році одеський хімік Д. Добросердов висловив на сторінках «Українського хімічного журналу» розуміння про фізичні і хімічні властивості ека-цезію, підкресливши, зокрема, що він «неодмінно повинний бути досить радіоактивним елементом». Але вчений при цьому помилково припустив, що радіоактивність калію і рубідію обумовлена домішками 87-го елементу, який він пропонував назвати руссієм, якщо честь відкриття випаде на долювчених-росіян.