Struttura atomica della Francia. Elemento chimico francio: caratteristiche strutturali e proprietà chimiche Dove viene utilizzato il francio

Il Francio è un elemento con numero atomico 87. Massa atomica l'isotopo più longevo è 223. Il franco è un metallo alcalino radioattivo e ha una reattività chimica estremamente pronunciata.

Storia della scoperta della Francia

Il metallo fu scoperto nel 1939 da una dipendente del Paris Radium Institute di nome Margarita Perey. Lei, apparentemente per sentimenti patriottici, ha chiamato l'elemento in onore della sua patria. Il Francio è stato scoperto durante lo studio dell'elemento prodotto artificialmente “attinio”: è stato notato un insolito bagliore radioattivo. Per essere onesti, va notato che altri ricercatori avrebbero potuto lavorare contemporaneamente con lei alla creazione di questo elemento, ma, come si suol dire, i vincitori non vengono giudicati.

Caratteristiche principali

Oggi il francio è uno dei metalli (e degli elementi chimici in generale) più rari presenti in natura.

Secondo i calcoli degli scienziati, il contenuto di questo metallo nella crosta terrestre è di circa 340 grammi (solo l'astato ne contiene di meno). Ciò è dovuto principalmente alla sua instabilità fisica. Essendo radioattivo, ha un'emivita molto breve (l'isotopo più stabile ha 22,3 minuti). L'unica cosa che compensa il suo contenuto naturale è il fatto che il francio è un intermedio nel decadimento dell'uranio-235 e del torio-232. Pertanto, tutto il francio trovato naturalmente è un prodotto del decadimento radioattivo.

Come posso averlo?

Consideriamo l'unico modo per ottenere l'isotopo più stabile, il francio. Questo può essere fatto attraverso la reazione nucleare dell'oro con atomi di ossigeno. Tutti gli altri metodi (cioè il decadimento radioattivo) sono poco pratici, poiché producono isotopi estremamente instabili che “vivono” non più di pochi minuti. Ovviamente non potrai procurarti questo elemento, come tutti i suoi composti, in casa (e in realtà non c’è motivo di farlo). si possono trovare molti esperimenti con altri metalli.

Quali proprietà chimiche presenta il francio?

Le proprietà del francio sono simili al cesio. Gli effetti relativistici del guscio 6p assicurano che il legame tra francio e ossigeno nei superossidi (ad esempio, la composizione FrO 2) sia più covalente rispetto ai superossidi di altri elementi di questo gruppo. Tenendo conto dell'elettronegatività più bassa di tutti i franchi attualmente esistenti, è caratterizzato da un'attività chimica pronunciata. Tutto Proprietà fisiche di questo elemento sono indicati solo teoricamente, poiché non è possibile testarli nella pratica a causa del breve periodo di “vita” di questo elemento (densità = 1,87 g/cm³, fusione t = 27 °C, ebollizione t = 677 °C , calore specifico di fusione = 9.385 kJ/kg). Tutti i composti di questo elemento sono solubili in acqua (eccezioni: sali perclorato, cloroplatinato, picrato cobaltinitrite francio). Il Francio co-cristallizza sempre con sostanze che contengono cesio. Si osserva coprecipitazione con sali di cesio insolubili (perclorato di cesio o silicotungstato di cesio). L'estrazione del francio dalle soluzioni viene effettuata:

• cloroplatinati di cesio e rubidio Cs 2 PtCl 6 e Rb 2 PtCl 6 ;
• clorobismutato Cs 2 BiCl 5 , clorostanato Cs 2 SnCl 6 e cloroantimonato di cesio Cs 2 SbCl 5 2,5 H 2 O;
• eteropoliacidi liberi: silicotungstici e fosfotungstici.

Che significato pratico ha questo elemento?

Nonostante tutta la sua unicità, la Francia non è ancora stata utilizzata nella pratica. Di conseguenza, non viene utilizzato nell'industria o in alcuna tecnologia. La ragione di ciò è la sua emivita estremamente breve. Esistono prove che il cloruro di francio può essere utilizzato per diagnosticare i tumori oncologici, tuttavia, a causa del costo significativo di questa formazione, questo tipo di tecnica non può essere introdotta in un uso sistematico. In linea di principio, il cesio ha le stesse proprietà.

Quindi anche questa proprietà del franco si è rivelata non reclamata: il suo costo è paragonato al costo di una tonnellata di platino o oro. Secondo i maggiori esperti, l’elemento in questione avrà sempre valore puramente conoscitivo, niente di più.

- (Francio), Fr, elemento chimico radioattivo del gruppo I della tavola periodica, numero atomico 87; metallo alcalino. La Francia fu scoperta dal radiochimico francese M. Peret nel 1939... Enciclopedia moderna

FRANCIA- (lat. Francium) Fr, elemento chimico del gruppo I del sistema periodico di Mendeleev, numero atomico 87, massa atomica 223,0197, appartiene ai metalli alcalini. L'isotopo 223Fr è radioattivo e il più stabile (emivita 21,8 minuti). Prende il nome... Grande dizionario enciclopedico

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Francia- sostantivo, numero di sinonimi: 2 metallo (86) elemento (159) Dizionario dei sinonimi ASIS. V.N. Trishin. 2013… Dizionario dei sinonimi

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FRANCIA- (lat. Francium), chimico. elemento I gr. periodico sistemi, si riferisce ai metalli alcalini. Radioattivo, max. Il nuclide 223Fr è stabile (emivita 22 minuti). Nome dalla Francia, patria di M. Perey, che scoprì l'elemento. Uno dei più rari e meno... Scienze naturali. Dizionario enciclopedico

Francia- Vedi Francia (Fr) ... Dizionario Enciclopedico di Metallurgia

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Libri

• Francio e dubnio dei metalli radioattivi. Metodi per prevedere i parametri fisici, Nikolaev O.S.. Il libro fornisce metodi per prevedere i parametri fisici della Francia e del dubnio. Questi sono metalli radioattivi del settimo periodo della tavola di D.I. Breve emivita di questi metalli... Acquista per 538 UAH (solo Ucraina)
• De Gaulle e i gollisti. "Constable" e i suoi soci, Vladlen Maksimov. Il libro racconta il francese più famoso del XX secolo, fondatore e primo presidente della Quinta Repubblica, da un lato critico insolito e inaspettato per il lettore russo. Dettagli dell'autore...

DEFINIZIONE

Francia situato nel settimo periodo del Gruppo I del sottogruppo principale (A) della tavola periodica.

Si riferisce agli elementi S-famiglie. Metallo. Designazione - p. Numero di serie - 87. Massa atomica relativa - 223,02 amu.

Struttura elettronica dell'atomo di francio

L'atomo di francio è costituito da un nucleo carico positivamente (+87), al cui interno si trovano 87 protoni e 136 neutroni, e 87 elettroni si muovono su sette orbite.

Fig. 1. Struttura schematica dell'atomo di francio.

La distribuzione degli elettroni tra gli orbitali è la seguente:

87Fr) 2) 8) 18) 32) 32) 8) 1 ;

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4S 2 4P 6 4F 14 5S 2 5P 6 5D 10 6S 2 6P 6 7S 1 .

Il livello elettronico esterno dell'atomo di francio contiene 1 elettrone, che è un elettrone di valenza (situato nel sottolivello 7s). Il diagramma energetico dello stato fondamentale assume la seguente forma:

La presenza di un elettrone spaiato nell'atomo di francio indica la sua capacità di esibire lo stato di ossidazione +1.

L'elettrone di valenza di un atomo di francio può essere caratterizzato da un insieme di quattro numeri quantici: N(quanto principale), l(orbitale), ml(magnetico) e S(rotazione):

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

Nel 1939, Marguerite Perey dell'Istituto Curie di Parigi, mentre purificava un preparato di attinio (Ac-227) da vari prodotti di decadimento radioattivo, scoprì la radiazione b, che non poteva appartenere a nessuno degli isotopi allora conosciuti. Quando questo isotopo (emivita 21 minuti) fu sottoposto a studi chimici, si scoprì che le sue proprietà corrispondevano a quelle dell'ec-cesio. Ciò fu finalmente confermato dopo la seconda guerra mondiale e nel 1946 Perey propose di chiamare il nuovo elemento Francium in onore della sua terra natale.

Il Francium è uno degli elementi più rari. Tra gli elementi costantemente presenti nella crosta terrestre, solo l'astato ha un contenuto inferiore. Tutto francio naturaleè radiogenico, il suo decadimento radioattivo è compensato dalla contemporanea comparsa di nuovi atomi di francio come prodotti intermedi del decadimento dell'uranio-235 e del torio-232. Il contenuto totale di francio nella crosta terrestre è stimato a 340 grammi. L'astato si trova in natura.

Fisico e Proprietà chimiche. Il francio ha proprietà simili al cesio. Cristallizza sempre con i suoi composti. Quasi tutti i composti del francio sono solubili in acqua. Gli effetti relativistici del guscio 6p rendono il legame tra francio e ossigeno nei superossidi, ad esempio la composizione FrO 2, più covalente rispetto ai superossidi di altri metalli alcalini. Il Francio ha l'elettronegatività più bassa di qualsiasi elemento attualmente conosciuto. Di conseguenza, il francio è anche il metallo alcalino più attivo dal punto di vista chimico. Gli effetti relativistici del guscio 6p rendono il legame del francio con l'ossigeno nei superossidi, ad esempio la composizione FrO 2, più covalente rispetto ai superossidi di altri metalli alcalini. Il Francio ha l'elettronegatività più bassa di qualsiasi elemento attualmente conosciuto. Di conseguenza, il francio è anche il metallo alcalino più attivo chimicamente.

Applicazione: Il cloruro di francio FrCl è stato utilizzato per rilevare tumori cancerosi, ma a causa del costo estremamente elevato, questo sale non è redditizio da utilizzare in sviluppi su larga scala. Attualmente il francio e i suoi sali non sono ancora utilizzati a causa della loro breve emivita e dell’elevata radioattività.

Francia- un elemento del sottogruppo principale del primo gruppo del settimo periodo del sistema periodico degli elementi chimici di D. I. Mendeleev, con numero atomico 87. Indicato dal simbolo Fr(Francio). Sostanza semplice Francia(Numero CAS: 7440-73-5) è un metallo alcalino radioattivo con elevata attività chimica.

Storia della scoperta Francia

Il franco fu predetto da D.I. Mendeleev (come Eka-cesio) e fu scoperto (per la sua radioattività) nel 1939 da Marguerite Pere, una dipendente dell'Istituto del Radium di Parigi. Le diede il nome nel 1964 in onore della sua terra natale, la Francia.

Trovare la Francia nella natura

Il francio-223 (il più longevo degli isotopi francesi, tempo di dimezzamento 22,3 minuti) si trova in uno dei rami radioattivi della serie dell'uranio-235 e può essere isolato da minerali di uranio naturali. Formato durante il decadimento alfa dell'attinio-227:

227 Ac → 223 Fr (accompagnato da radiazione α, probabilità di decadimento circa 1,4%),

227 Ac → 227 Th (accompagnato da radiazione β, la probabilità di decadimento è di circa il 98,6%).

Il suo vecchio nome è “anemone di mare K” (AcK). Si stima che il suo contenuto di equilibrio nella crosta terrestre sia di 340 g.

Inoltre, in uno dei rami laterali della serie radioattiva torio contiene francio-224 con un'emivita di 3,0 minuti. Il suo contenuto di equilibrio nella crosta terrestre è di soli 0,5 g.

Ricevere la Francia

Quantità microscopiche di francio-223 e francio-224 possono essere isolate chimicamente dai minerali di uranio e torio. Altri isotopi del francio vengono prodotti artificialmente utilizzando reazioni nucleari.

Proprietà fisiche e chimiche Francia

Il francio è simile nelle proprietà a cesio. Co-cristallizza sempre con i suoi composti. Poiché i ricercatori hanno a disposizione solo i campioni più piccoli contenenti non più di 10 −7 g di francio, le informazioni sulle sue proprietà sono note con un errore abbastanza ampio, ma vengono costantemente perfezionate. Secondo i dati più recenti, la densità del francio a temperatura ambiente è 1,87 g/cm³, il punto di fusione è 27°C, il punto di ebollizione è 677°C e il calore specifico di fusione è 9,385 kJ/kg.

Applicazione Francia

Sale Francia FrCl veniva utilizzato per rilevare tumori cancerosi, ma a causa del costo estremamente elevato, questo sale non è redditizio da utilizzare in progetti su larga scala.