Франциум: Разлика помеѓу преработките
| [проверена преработка] | [непроверена преработка] |
Избришана содржина Додадена содржина
сНема опис на уредувањето |
дополнување, поправки, обновување, нова страница |
||
Ред 1:
{{pp-move-indef}}
{{Use mdy dates|date=February 2015}}
{{Infobox Франциум}}
[[File:Marguerite Perey.jpg|thumb|[[Маргарет Perey]], пронаоѓач на Франциумот.]]
'''Франциумот''' е [[хемиски елемент]] со симбол '''Fr''' и [[атомски број]] 87. Се користи за да биде познат како [[Ека-цезиум]] и [[actinium К]].<ref group="note"> најмалку нестабилен изотоп е франциум-223</ref> Тоj е вториот најмалку [[електронегативен]] елемент, веднаш зад цезиум. Франциумот е високо [[радиоактивен]] метал кој се распаѓа на [[astatine]], [[радиум]], и [[радон]]. Како алкален метал, тој има еден [[валентен електрон]].
Масовно франциумот никогаш не се гледа.Според општиот изглед на други елементи во своите периодични колони од табелата, се претпоставува дека франциумот ќе се појави како високо рефлективен метал.Обезбедувањето на такви примероци е многу неверојатно, бидејќи екстремната топлина на забите (полуживотот на својот најдолг животен век изотоп е само 22 минути) веднаш испарува како видлива количина на елементот.
Франциумот беше откриена од страна на [[Маргарет Perey]] во Франција (од каде елементот го носи името) во 1939. Тоа беше последниот елемент првпат кој се откри во природата, а не од страна на синтеза.<ref group="note">Некои синтетички елементи, како [[технициум]] и [[плутониум]], подоцна се наоѓаат во природата.</ref> Надвор од лабораторија, франциумот е исклучително редок, и трагиод него се наоѓаат во [[уран]] и [[ториум]], каде [[изотоп]] Франциум -223 постојано се формира и се распаѓа. Постои 20-30 g (една унца) во било кое дадено време во текот на [[Земјината кора]]; но другите изотопи (освен за франциум-221) се целосно синтетички. Најголемиот износ произведени во лабораторија беше група од повеќе од 300.000 атоми.<ref name=chemnews/>
== Карактеристики ==
Франциумот е најнестабилен одприродно-настанатите елементи: нејзиниот најголем стабилен изотоп, francium-223, има [[полуживот]] од само 22 минути. Спротивно на тоа, astatine, вториот најмалку стабилен природен елемент, има полу-живот од 8,5 часа.<ref name="andyscouse" /> Сите изотопи на франциумот се распаѓаат во astatine, радиум, или радон.<ref name="andyscouse">{{cite web| last = Price| first = Andy| title = Francium| date = December 20, 2004| url = http://www.andyscouse.com/pages/francium.htm| accessdate = February 19, 2012}}</ref> Франциумот исто така е помалку стабилен од сите синтетички елементи до [[елементот 105]].<ref name="CRC2006">{{Cite book |date =2006 |title = CRC Handbook of Chemistry and Physics |volume = 4|page= 12|publisher = CRC|isbn= 0-8493-0474-1}}</ref>
Франциумот е алкален метал чиј хемиски својства најмногу личат на оние на цезиумот.<ref name="CRC2006" /> Тежок елемент со еден [[валентен електрон]],<ref>{{cite web| last = Winter| first = Mark| title = Electron Configuration| work = Francium| publisher = The University of Sheffield| url = http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fr/eneg.html| accessdate = April 18, 2007}}</ref> тој има најголема [[еквивалентна тежина]] од секој елемент.<ref name="CRC2006" /> Течно создадениот франциум треба да има [[површински напон]] од 0,05092 [[N]]/m во својата точка на топење.<ref>{{cite journal|last = Kozhitov| first = L. V.
| last2=Kol'tsov|first2=V. B. |last3=Kol'tsov|first3=A. V.
| title = Evaluation of the Surface Tension of Liquid Francium|journal = Inorganic Materials| volume = 39| issue = 11|pages = 1138–1141| date = 2003|doi = 10.1023/A:1027389223381}}</ref> Точката на топење на франциумот беше пресметана за да биде околу 27 °C (80 °
F, 300 К).<ref name="losalamos"/> Точката на топење е неизвесна.Така, проценетата вредност на точката на вриење од 677 °C (1250 °F, 950 К) е исто така неизвесна.
[[Линус Паулинг]] проценува [[електронегативност]] на франциум од 0,7 на [[скалата на Паулинг]], исто како и цезиум,<ref>{{cite book| last = Pauling| first = Linus| title = The Nature of the Chemical Bond|edition = Third| authorlink = Linus Pauling| publisher = Cornell University Press| date = 1960| isbn = 978-0-8014-0333-0| pages = 93}}</ref> вредноста за цезиум оттогаш се сведува на 0,79.<ref>{{cite journal |author= Allred, A. L. |date= 1961 |journal= J. Inorg. Nucl. Chem.|volume= 17 |issue= 3–4 |pages= 215–221 |title= Electronegativity values from thermochemical data |doi= 10.1016/0022-1902(61)80142-5}}</ref> Франциумот има малку повисока енергија на [[јонизација]] од цезиумот ,<ref>{{cite journal|author = Andreev, S.V.|author2 = Letokhov, V.S.|author3 = Mishin, V.I.|title = Laser resonance photoionization spectroscopy of Rydberg levels in Fr|journal = [[Physical Review Letters]]|date = 1987|volume = 59|pages = 1274–76|doi = 10.1103/PhysRevLett.59.1274|pmid=10035190|bibcode=1987PhRvL..59.1274A|issue = 12}}</ref> 392,811(4) kJ/mol што е спротивно на 375,7041(2) kJ/mol на цезиум, како што би се очекувало од [[релативистички ефекти]], а тоа би значело дека цезиум е помалку електронегативен од двете. Франциум исто така треба да има поголем [[афинитет на електрони]] од цезиум.<ref name="Thayer">{{cite journal |last1=Thayer |first1=John S. |title=Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements |date=2010 |page=81 |doi=10.1007/978-1-4020-9975-5_2}}</ref> Francium [[супероксид]] (FrO<sup>2</sup>), се очекува да има повеќе [[ковалентен]] карактер од своите сродни елементи; ова се должи на 6p електроните во Франциумот да бидат повеќе вклучени во сврзување francium кислород.<ref name="Thayer"/>
Франциум coprecipitates со неколку цезиум соли, како што цезиум перхлорат, резултира со мали количини на [[франциум перхлорат]]. Речиси сите франциум соли се [[растворливи во вода]].
== Изотопи ==
{{Главните|Изотопи на франциум}}
Постојат 34 познати изотопи на Франциум кои се движат со [[атомска маса]] од 199 до 232.<ref name=autogenerated1>{{Cite book |date = 2006 |title = CRC Handbook of Chemistry and Physics |editor-last = Lide |editor-first = David R. |volume = 11 |pages = 180–181 |publisher = CRC |isbn=0-8493-0487-3}}</ref> Франциумот има седум [[метастабилни]] [[нуклеарни изомери]].<ref name="CRC2006" /> Франциум-223 и Франциум-221 се единствените изотопи кои се јавуваат во природата, иако првиот е далеку повеќе заеднички.<ref name="nostrand679">{{cite book|date = 2005|title= Francium, in Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry|editor-last = Considine| editor-first = Glenn D.| page= 679|location= New York| publisher = Wiley-Interscience| isbn = 0-471-61525-0}}</ref>
Франциум-223 е најстариот стабилен изотоп, со полуживот од 21,8 минути,<ref name="CRC2006" /> и е многу веројатно дека изотоп на Франциум со подолг полуживот некогаш ќе биде откриен или синтетизиран.<ref name="mcgraw" /> Франциум-223 е петти производ на серијата [[actinium]] како ќерка изотоп на actinium-227.<ref name="nostrand332">{{cite book|date = 2005|title= Chemical Elements, in Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry|editor-last = Considine| editor-first = Glenn D.|page=332|location= New York| publisher = Wiley-Interscience| isbn = 0-471-61525-0}}</ref> Франциум-223 потоа се распаѓа во радиум-223 од [[бета распаѓање]] (1149 keV [[распадна енергија]]), со мали (0.006%) [[алфа распаѓање]] на пат да astatine-219 (5,4 MeV распаѓање енергија).<ref>{{cite web |author=National Nuclear Data Center |date=1990 |title=Table of Isotopes decay data |url=http://ie.lbl.gov/toi/nuclide.asp?iZA=870223 |publisher=[[Brookhaven National Laboratory]]|accessdate=April 4, 2007}}</ref>
Франциум-221 има полуживот од 4,8 минути.<ref name="CRC2006" /> Тој е деветтиот производ на серијата [[neptunium]] како ќерка изотоп на actinium-225.<ref name="nostrand332" /> Франциум-221 потоа се распаѓа во astatine-217 со алфа распаѓање ( 6,457 MeV распадна енергија).<ref name="CRC2006" />
Најмалку стабилна основна состојба на изотоп е francium-215, со полуживот од 0,12 μs. (9,54 MeV алфа распаѓање на astatine-211).
== Апликации ==
Поради својата нестабилност и реткост, не постојат комерцијални апликации за Франциум.<ref>{{cite web| last = Winter| first = Mark| title = Uses| work = Francium| publisher = The University of Sheffield|url = http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Fr/uses.html| accessdate = March 25, 2007}}</ref><ref name="nbb">{{cite book| last = Emsley|url=https://books.google.com/books?id=Yhi5X7OwuGkC&pg=PA151| first = John| title = Nature's Building Blocks| publisher = Oxford University Press| date = 2001| location = Oxford| pages = 151–153| isbn = 0-19-850341-5}}</ref><ref name="elemental">{{cite web| last = Gagnon| first = Steve| title = Francium| publisher = Jefferson Science Associates, LLC| url = http://education.jlab.org/itselemental/ele087.html| accessdate = April 1, 2007}}</ref><ref name="nostrand332" /> Тој се користи за истражувачки цели во областа на [[хемијата]]<ref name='bio'>{{cite journal| last = Haverlock|first = TJ|pmid = 12553788|doi= 10.1021/ja0255251|title = Selectivity of calix[4]arene-bis(benzocrown-6) in the complexation and transport of francium ion|journal = J Am Chem Soc|date = 2003|volume=125|pages=1126–7| last2 = Mirzadeh| first2 = S| last3 = Moyer| first3 = BA| issue = 5}}</ref> и на [[атомската структура]]. Неговата употреба како потенцијалена дијагностичка помош за различни видови на [[рак]], исто така, е истражена,<ref name="andyscouse" /> но оваа апликација се смета за непрактична.<ref name="nbb" />
Франциум има способност да се синтетизира, заробени, и заедно со својата релативно едноставна [[атомска структура]] е предмет на специјализирани експерименти во [[спектроскопија]] кои се направени. Овие експерименти доведоа до поспецифични информации во врска со [[нивото на енергија]] и [[константната спрега]] помеѓу [[субатомски честички]].<ref>{{cite journal| last = Gomez| first = E|author2=Orozco, L A |author3=Sprouse, G D | title = Spectroscopy with trapped francium: advances and perspectives for weak interaction studies| journal = Rep. Prog. Phys.| volume = 69| issue = 1| pages = 79–118| date = November 7, 2005|doi = 10.1088/0034-4885/69/1/R02|bibcode = 2006RPPh...69...79G }}</ref> Од студиите на светлината емитирана од ласерски заробени франциум-210 јони се предвидени точни податоци за транзиции меѓу атомското ниво на енергија кои се прилично слични на оние предвидени со [[квантната теорија]].<ref>{{cite journal|last = Peterson|first = I|title = Creating, cooling, trapping francium atoms|page= 294|journal= Science News|date = May 11, 1996|url = http://www.sciencenews.org/pages/pdfs/data/1996/149-19/14919-06.pdf|accessdate = September 11, 2009|volume=149|issue=19|doi = 10.2307/3979560}}</ref>
== Историја ==
Уште во 1870 година, хемичарите сметале дека треба да има еден алкален метал надвор од [[цезиум]], со атомски број 87.<ref name = "andyscouse" /> Тоа тогаш беше наведено од страна на привременото име ''[[Ека-цезиум]]''. Франциум (атомски број 87), последниот откриен природен елемент]. Истражувачки тимови се обиделе да го лоцираат и да го изолираат овој елемент што недостасува, а беа направени најмалку четири лажни тврдења дека елементот бил пронајден пред да се направи автентично откритие.
=== Погрешни и нецелосни откритија ===
Советскиот хемичар [[Д. К. Dobroserdov]] беше првиот научник кој тврдел дека пронашол Ека-цезиум, или франциум. Во 1925 година, тој забележал слаба радиоактивност во примерок на [[калиум]], уште еден алкален метал, и погрешно заклучил дека Ека-цезиум беше контаминација на примерокот (радиоактивноста од примерокот беше од природно-настанатите калиум радиоизотоп, [[калиум-40]]).<ref name="fontani">{{cite conference| first = Marco| last = Fontani| title = The Twilight of the Naturally-Occurring Elements: Moldavium (Ml), Sequanium (Sq) and Dor (Do)| booktitle = International Conference on the History of Chemistry| pages = 1–8| date = September 10, 2005| location = Lisbon|url = http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc| archiveurl = https://web.archive.org/web/20060224090117/http://5ichc-portugal.ulusofona.pt/uploads/PaperLong-MarcoFontani.doc|archivedate=February 24, 2006|accessdate = April 8, 2007}}</ref> Кратко потоа, Dobroserdov почна да се фокусира на наставата кариера на Политехничкиот институт во [[Одеса]].
Следната година, англискиот научник [[Gerald J. F. Druce]] и [[Фредерик Х. Лоринг]] анализирале [[рендгенски]] фотографии на [[манган (II) сулфат]].<ref name="vanderkroft"/> Тие забележале спектрални линии кои се претпоставувале дека се на ЕКА-цезиум. Тие го најавија нивното откритие на елементот 87 и предложиле ''alkalinium'' име, како што тоа и ќе биде најтешкиот алкален метал.<ref name="fontani"/>
Во 1930 година, [[Фред Алисон Алабама]] на [[Политехничкиот институт]] тврди дека откриле 87 елементи при анализа на [[pollucite]] и [[lepidolite]] користејќи ја својата [[магнето-оптички машина]]. Алисон бара да биде именуван ''virginium'' по неговата матична држава [[Вирџинија]], заедно со симболите VI и В.М..<ref name="vanderkroft"/><ref>{{cite news| title = Alabamine & Virginium| publisher = TIME| date = February 15, 1932|url = http://www.time.com/time/magazine/article/0,9171,743159,00.html| accessdate = April 1, 2007}}</ref>
Во 1936 година, романскиот физичар [[Horia Hulubei]] и неговиот француски колега [[Yvette Cauchois]] исто така ги анализирале pollucite, овој пат со користење на нивните Х-зраци апарат со висока резолуција.<ref name="fontani"/> Тие забележале неколку слаби линии на емисиите, кои се претпоставувале дека се оние на елементот 87. Hulubei и Cauchois го објавија своето откривање и предложиле ''moldavium'' име, заедно со симболот ml, по [[Молдавија]], романската покраина каде што е роден Hulubei.<ref name="vanderkroft"/> Во 1937 година, работата на Hulubei беше критикувана од страна на американски физичар [[FH Hirsh Џуниор]], кој го отфрли истражување на Hulubei преку неговите методи. Hirsh беше сигурен дека Ека-цезиум не може да се најде во природата, а Hulubei наместо тоа набљудувал [[жива]] или [[бизмут]] Х-зраци линии. Hulubei инсистирал на тоа дека неговите рендгенски апарати и методи биле толку точни па не може да се направи таква грешка. Поради ова, [[Жан Баптист Перин]], добитник на [[Нобеловата награда]] и ментор на Hulubei е,одобрена moldavium како вистински Ека-цезиум над неодамна откриениот Франциум од [[Маргарет Perey]] е. Perey се потруди да биде точна и детална во својата критика на работата Hulubei, и, конечно, таа беше заслужена како единствен пронаоѓач на елементот 87.<ref name="fontani"/> Сите други претходни наводни откритија на елементот 87 се отфрлиле.<ref name="vanderkroft" />
== Анализите на Perey ==
Ека-цезиум беше откриен во 1939 година од страна на [[Маргарет Perey]] на [[Институтот Кири]] во [[Париз]], кога таа прочистениот примерок од [[actinium]]-227 заклучила дека има распадна енергија од 220 keV. Perey забележала дека честичките имаат ниво на енергија од 80 keV. Различните тестови ја елиминираа можноста на непознат елемент како [[ториум]], радиум, [[олово]], бизмут, или [[талиум]]. Новиот производ изложи хемиски својства на алкален метал, што доведе Perey да веруваат дека тоа е елемент 87, предизвикан од [[алфа распаѓање]] на actinium-227.<ref name="chemeducator" /> Perey потоа се обидела да го утврди процентот на [[бета распаѓање]] на алфа распаѓање во actinium-227. Нејзиниот прв тест доби алфа разгранување на 0,6%, бројка која подоцна ревидиран до 1%.<ref name="mcgraw" />
Perey во 1946 година, таа го предложи името ''catium'' за новооткриениот нејзин елемент. [[Ирен Жолио-Кири]], еден од надзорниците на Perey се противел на името.<ref name="chemeducator"/> Perey тогаш предложила ''Франциум'', по Франција. Ова име беше официјално усвоено од страна на [[Меѓународната унија за чиста и применета хемија]] во 1949 година, и станува вториот елемент по [[галиум]] да биде именуван по Франција. Му беше доделен симболот Fa.<ref name="hackh">{{Cite book| last = Grant| first = Julius| contribution = Francium| date = 1969| title = Hackh's Chemical Dictionary| pages = 279–280| publisher = McGraw-Hill| isbn = 0-07-024067-1}}</ref> франциум беше последниот елемент откриен во природата, а да не се синтетизира, по [[rhenium]] во 1925 година.<ref name="chemeducator" /> Понатамошното истражување за структурата на франциум е извршено од страна, од [[Sylvain Либерман]], и неговиот тим на [[ЦЕРН]] во 1970-тите и 1980-тите.
== Појава ==
[[File:Pichblende.jpg|thumb|Овој е примерок на [[uraninite]] кој содржи околу 100.000 атоми (3.3 {{e | -20}} & nbsp; г) од Франциум-223 во било кое дадено време.<ref name="nbb" />|alt= Сјајна сива 5 сантиметри парче на материјата со груба површина.]]
== Природа ==
<sup>223</sup>Fr е резултат на алфа распаѓање на <sup>227</sup>Ac и може да се најде во трагови во [[уран]] и [[ториум минерали]].<ref name="CRC2006" /> Во даден примерок на ураниум, таму се очекува да биде само еден франциум атом за секој 1 × 10<sup>18</sup> ураниум атоми.<ref name="nbb" /> Таа се пресметува дека има најмногу 30 гр франциум во Земјината кора во било кое дадено време.
== Синтеза ==
[[File:franciumtrap.PNG|thumb| Неутрални франциум атоми можат да бидат заробени во МОТ со помош на магнетно поле и ласерски зраци <ref name="sbtrapping" />|alt= Сложени експериментални подесувања кај кои хоризонтална стаклена цевка се става меѓу две бакарни намотки.]]
{{двојна слика
|1=Лево
|2=Francium.jpg
|3={{#expr:150*150/165 round 0}}
|4=Fr,87.jpg
|5=150
|6=Слика на светлината емитирана од примерок од 200.000 франциум атоми во магнето-оптички стапица
|7=топлотна слика од 300.000 франциум атоми во магнето-оптички стапица
|8=Круг топка на црвено светло опкружена со зелен сјај
|9=Една мала бела точка во средината опкружена со црвен круг. Постои жолт прстен надвор од црвениот круг, зелен круг надвор од жолтиот п прстен и син круг околу сите други кругови.}}
франциумот можат да се синтетизира во нуклеарната реакција:
:<sup>197</sup>Au + <sup>18</sup>O → <sup>210</sup>Fr + 5 n
Овој процес, е развиен од страна на [[Стони Брук физика]], приносите на франциум изотопи со маса од 209, 210 и 211,<ref name="sbproduction">{{cite web| title = Production of Francium| work = Francium| publisher = [[State University of New York at Stony Brook]]|date = February 20, 2007|url = http://fr.physics.sunysb.edu/francium_news/production.HTM| accessdate = March 26, 2007}}</ref> кои потоа се изолирани од [[магнето-оптичка стапица]] (МОТ).<ref name="sbtrapping">{{cite web| title = Cooling and Trapping| work = Francium| publisher = [[State University of New York at Stony Brook]]| date = February 20, 2007| url = http://fr.physics.sunysb.edu/francium_news/trapping.HTM| accessdate = May 1, 2007}}</ref> Стапката на производство на одредена изотоп зависи од енергијата на кислород зрак. Еден <sup>18</sup>0 зрак од Стони Брук LINAC создава <sup>210</sup>Fr во цел на злато со нуклеарна реакција <sup>197</sup>Au + <sup>18</sup>O → <sup>210</sup>Fr + 5n. Производството е потребно извесно време за да се развие и да го разбереме. Нуклеарната реакција вградува Франциум атоми длабоко во цел на злато, и тие мора да се отстранат ефикасно. Атомите брзо да се дифузни на површината на целта за злато и се ослободуваат како јони, но тоа не се случува во секое време. Јоните на франциум се водени од електростатски леќи се додека не слетаат на површината на топла итриум и да станат неутрални повторно. Тогаш Франциум се инјектира во стаклена сијалица. Магнетното поле и ласерските зраци се изладени и се ограничи на атоми. Иако атоми остане во стапица за само околу 20 секунди пред да избега (или распаѓање), постојан прилив на свежи атоми на местото на оние изгубените. Првично, околу 1000 франциум атоми биле заробени во експериментот. Истражувачите сега можат да направат многу чувствителни мерења на емитираната светлина и се апсорбира од страна на заробени атоми, обезбедување на првата експериментални резултати на разни транзиции меѓу атомското ниво на енергијата во франциум. Првичните мерења покажуваат многу добар договор меѓу експерименталните вредности и пресметки врз основа на квантната теорија. Франциум не се синтетизира во количини доволно големи.<ref name="andyscouse" /><ref name="losalamos">{{cite web| title = Francium| publisher = Los Alamos National Laboratory|date = 2011| url = http://periodic.lanl.gov/87.shtml|accessdate = February 19, 2012}}</ref><ref name="nbb" />
| |||