钫（Francium）

元素

名称

钫

元素符号

Fr

原子

序数

87

相对原子质量

(¹²C = 12.0000)

223.0197

英文名称

Francium

原

子

结

构

原子半径/Å:	原子体积/cm³/mol:	电子模型
电子构型: 1s² 2s²p⁶ 3s²p⁶d¹⁰ 4s²p⁶d¹⁰f¹⁴ 5s²p⁶d¹⁰ 6s²p⁶ 7s¹	离子半径/Å: 1.8
共价半径/Å:	氧化态: 1

发

现

1939年由 Marguerite Perey （法国巴黎）发现。

钫是门捷列夫曾经指出的类铯，是莫斯莱所确定的原子序数为87的元素。它的发现经历了弯曲的道路。

　　刚开始，化学家们根据门捷列夫的推断——类铯是一个碱金属元素，是成盐的元素，就尝试从各种盐类里去寻找它，但是一无所获。

　

　　1925年7月英国化学家费里恩德特地选定了炎热的夏天去死海，寻找它。但是，经过辛劳的化学分析和光谱分析后，却丝毫没有发现这个元素。

　

　　后来又有不少化学家尝试利用光谱技术以及利用原子量作为突破口去找这个元素，但都没有成功。

　

　　1930年，美国亚拉巴马州工艺学院物理学教授阿立生宣布，在稀有的碱金属矿铯镏石和鳞云母中用磁光分析法，发现了87号元素。元素符号定为Vi。可是不久，磁光分析法本身被否定了，利用它发现的元素也就不可能成立。

　

　　到1939年，法国女科学家佩里在研究锕的同位素Ac²²⁷的α衰变产物时，从中发现了87号元素，并对它进行研究。为了纪念她的祖国，把87号元素称为francium，元素符号为Fr。

来

源

由锕衰变形成，化学性质类似于铯，可衰变成镭或者砹。据估计，由于钫的半衰期很短，经计算，地壳中任何时刻钫的含量约为30g。这使它成为除砹之外的第二稀有的元素。即使是在含量最高的矿石中，
每吨也只有0.0000000000037克。

用途

由于它的不稳定和稀有，钫还没有商业应用。它已经用于生物学和原子结构的研究领域。钫对癌症可能存在的诊断帮助的也已经被深入研究了，但是被认为并不实用。

物

理

性

质

状态：辐射性碱金属。其化学性质只能在痕量范围内研究。是最重的碱金属元素。金属钫为体心立方晶格；钫的化学性质活泼，所有的钫盐都是水溶性的。
熔点(℃): 27	沸点(℃): 677	密度(g/cc，300K):
比热/J/gK :	蒸发热/KJ/mol :	熔化热/KJ/mol: 9.39
导电率/10⁶/cm : 0.03	导热系数/W/cmK: 0.15

化

学

性

质

	由于核不稳定，²²³Fr的半衰期最长仅有21分钟。其化学性质只能在痕量范围内研究。是最重的碱金属元素，也是最不稳定的碱金属。钫的化学性质活泼，所有的钫盐都是水溶性的。由于它有放射性，而且化学反应极度活跃，故此至今无法制得纯钫。制备钫可在铀矿及钍矿中发现，每1×10¹⁸个铀原子中才能找到一个钫原子。也可透过以质子轰击钍而获得。或者通过以下核反应：¹⁹⁷Au + ¹⁸O → ²¹⁰Fr + 5n 　钫与铯载体一起用高氯酸盐、氯铂酸盐或钨硅酸盐阴离子进行共沉淀，是分离痕量钫的有效方法。

这块铀矿石中任何时刻含有大概100,000 个²²³Fr原子(3.3×10^-20g)。

同位素

　　现已发现质量数199～232的钫的全部同位素，其中只有²²³Fr、²²⁴Fr是天然放射性同位素，以²²³Fr的半衰期最长，约22分钟。其余都是通过人工核反应合成的。

地

质

数

据

丰度	滞留时间/年：
太阳(相对于 H=1×10¹²): 未知	海水中/p.p.m.：零
地壳/p.p.m.: 痕量	大西洋表面:	太平洋表面:
大气/p.p.m.（体积）:	大西洋深处:	太平洋深处:

生

物

数

据

人体中含量	肝/p.p.m.:
器官中: 零	肌肉/p.p.m.:
血/mg dm^-3 :	日摄入量/mg: 零
骨/p.p.m.:	人(70Kg)均体内总量/mg: 零