Всё о химии. Химический элемент франций: особенности строения и химические свойства Химический элемент франции

- (Francium), Fr, радиоактивный химический элемент I группы периодической системы, атомный номер 87; щелочной металл. Открыла франций французская радиохимик М. Пере в 1939 … Современная энциклопедия

ФРАНЦИЙ - (лат. Francium) Fr, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 87, атомная масса 223,0197, относится к щелочным металлам. Радиоактивен, наиболее устойчив изотоп 223Fr (период полураспада 21,8 мин). Назван по имени … Большой Энциклопедический словарь

ФРАНЦИЙ - (символ Fr), радиоактивный, металлический элемент первой группы периодической таблицы, открыт в 1939 г. Самый тяжелый элемент ряда ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ. В натуральном виде присутствует в урановой руде, продукт разложения АКТИНИЯ. Элемент редкий,… … Научно-технический энциклопедический словарь

Франций - Fr (назв. в честь Франции, родины M. Пepe, открывшей элемент; лат. Francium * a. francium; н. Franzium; ф. francium; и. francio, francium), радиоактивный хим. элемент I группы системы Mенделеева; ат. н. 87. Cтабильных изотопов не имеет.… … Геологическая энциклопедия

ФРАНЦИЙ - (лат. Francium), Fr, радиоакт. хим. элемент 1 й группы периодич. системы элементов, ат. номер 87, относится к щелочным металлам. Наим. устойчив из всех радиоакт. элементов, встречающихся в природе. Природный Ф. состоит из b радиоактивного 223Fr… … Физическая энциклопедия

франций - сущ., кол во синонимов: 2 металл (86) элемент (159) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

франций - я; ср. [лат. Francium] Химический элемент (Fr), радиоактивный щелочной металл. ◁ Франциевый, ая, ое. * * * франций (лат. Francium), химический элемент I группы периодической системы, относится к щелочным металлам. Радиоактивен, наиболее устойчив… … Энциклопедический словарь

ФРАНЦИЙ - (лат. Francium), хим. элемент I гр. периодич. системы, относится к щелочным металлам. Радиоактивен, наиб. устойчив нуклид 223Fr (период полураспада 22 мин). Назв. от Франции родины М. Перей, открывшей элемент. Один из редчайших и наименее… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Франций - Смотри Франций (Fr) … Энциклопедический словарь по металлургии

франций - francis statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminis elementas. simbolis(iai) Fr atitikmenys: lot. francium angl. francium rus. франций … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Книги

• Радиоактивные металлы франций и дубний. Методы прогнозирования физических параметров , Николаев О.С.. В книге приведены методы прогнозирования физических параметров франция и дубния. Это радиоактивные металлы седьмого периода таблицы Д. И. Менделеева. Малые периодыполураспада этих металлов… Купить за 538 грн (только Украина)
• Де Голль и голлисты. "Коннетабль" и его соратники , Владлен Максимов. Книга рассказывает о самом знаменитом французе XX века, основателе и первом президенте Пятой республики с необычной и неожиданной для российского читателя критической стороны. Автор подробно…

0,7 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Fr←Fr + −2,92 В

Степени окисления Энергия ионизации
(первый электрон) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) Температура плавления Температура кипения Уд. теплота плавления

~2 кДж/моль

Уд. теплота испарения

~65 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

31,6 Дж/(K·моль)

Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки

кубическая
объёмноцентрированая

87
7s 1

Нахождение в природе

Франций - один из редчайших элементов. Среди элементов, постоянно существующих в земной коре, только астат имеет меньшее содержание. Весь природный франций является радиогенным, его радиоактивный распад компенсируется одновременным возникновением новых атомов франция в качестве промежуточных продуктов распада урана-235 и тория-232. Общее содержание франция в земной коре оценивается в 340 граммов.

Изотопы

На 2012 год известно 34 изотопа франция с массовыми числами 199-232 и 7 метастабильных ядерных изомеров . В природе (в качестве продуктов радиоактивного распада урана и тория) содержатся два изотопа: 223 Fr и 224 Fr. Франций-223 (самый долгоживущий из изотопов франция, период полураспада 22,3 минуты) входит в одну из побочных ветвей природного радиоактивного ряда урана-235 и содержится в крайне малых количествах в урановых минералах. Исследования свойств франция проводят с индикаторными количествами нуклида 223 Fr (менее 10 −15 г), так как из-за отсутствия долгоживущих изотопов франций невозможно получить в весовых количествах . Образуется при альфа-распаде актиния-227 :

227 Ac → 223 Fr (сопровождается α-излучением, вероятность распада приблизительно 1,4 %),

Наиболее распространённый способ получения франция путём ядерной реакции:

$\{\}^\{197\}\_\{79\}\backslash textrm\{Au\}\; +\; \{\}^\{18\}\_\{8\}\backslash textrm\{O\}\; \backslash rightarrow\; \{\}^\{210\}\_\{87\}\backslash textrm\{Fr\}\; +\; \{5\}^\{1\}\_\{0\}\backslash textrm\{n\}$

Интересно, что в данной реакции используется золото . С помощью этой реакции могут быть синтезированы изотопы с массовыми числами 209, 210 и 211. Однако все эти изотопы распадаются быстро (период полураспада 210 Fr и 211 Fr - три минуты, а 209 Fr - 50 секунд).

Физические и химические свойства

Франций похож по свойствам на цезий . Всегда сокристаллизуется с его соединениями. Практически все соединения франция растворимы в воде. Релятивистские эффекты 6p-оболочки делают связь франция с кислородом в супероксидах, например, состава FrO 2 , более ковалентной, по сравнению с супероксидами других щелочных металлов.

Так как в распоряжении исследователей имеются лишь мельчайшие образцы, содержащие не более 10 −7 г франция, то сведения о его физических свойствах могут быть определены только путём расчета, основываясь на данных для стабильных щелочных металлах. Согласно таким расчетам, плотность франция при комнатной температуре составляет 1,87 г/см³, температура плавления 27 °C, температура кипения 677 °C, удельная теплота плавления 9,385 кДж/кг .

Франций имеет самую низкую электроотрицательность из всех элементов, известных в настоящее время. Соответственно, франций является и самым химически активным щелочным металлом.

Применение

В настоящее время франций и его соли практического применения не имеют, в связи с малым периодом полураспада и высокой радиоактивностью.

Напишите отзыв о статье "Франций"

Примечания

Ссылки

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
	Fr																										Uut		Uup		Uus	Uuo
	Uue	Ubn	Ubu	Ubb	Ubt	Ubq	Ubp	Ubh
Отрывок, характеризующий Франций – Командир 3 й роты к генералу! командира к генералу, 3 й роты к командиру!… – послышались голоса по рядам, и адъютант побежал отыскивать замешкавшегося офицера. Когда звуки усердных голосов, перевирая, крича уже «генерала в 3 ю роту», дошли по назначению, требуемый офицер показался из за роты и, хотя человек уже пожилой и не имевший привычки бегать, неловко цепляясь носками, рысью направился к генералу. Лицо капитана выражало беспокойство школьника, которому велят сказать невыученный им урок. На красном (очевидно от невоздержания) носу выступали пятна, и рот не находил положения. Полковой командир с ног до головы осматривал капитана, в то время как он запыхавшись подходил, по мере приближения сдерживая шаг. – Вы скоро людей в сарафаны нарядите! Это что? – крикнул полковой командир, выдвигая нижнюю челюсть и указывая в рядах 3 й роты на солдата в шинели цвета фабричного сукна, отличавшегося от других шинелей. – Сами где находились? Ожидается главнокомандующий, а вы отходите от своего места? А?… Я вас научу, как на смотр людей в казакины одевать!… А?… Ротный командир, не спуская глаз с начальника, всё больше и больше прижимал свои два пальца к козырьку, как будто в одном этом прижимании он видел теперь свое спасенье. – Ну, что ж вы молчите? Кто у вас там в венгерца наряжен? – строго шутил полковой командир. – Ваше превосходительство… – Ну что «ваше превосходительство»? Ваше превосходительство! Ваше превосходительство! А что ваше превосходительство – никому неизвестно. – Ваше превосходительство, это Долохов, разжалованный… – сказал тихо капитан. – Что он в фельдмаршалы, что ли, разжалован или в солдаты? А солдат, так должен быть одет, как все, по форме. – Ваше превосходительство, вы сами разрешили ему походом. – Разрешил? Разрешил? Вот вы всегда так, молодые люди, – сказал полковой командир, остывая несколько. – Разрешил? Вам что нибудь скажешь, а вы и… – Полковой командир помолчал. – Вам что нибудь скажешь, а вы и… – Что? – сказал он, снова раздражаясь. – Извольте одеть людей прилично… И полковой командир, оглядываясь на адъютанта, своею вздрагивающею походкой направился к полку. Видно было, что его раздражение ему самому понравилось, и что он, пройдясь по полку, хотел найти еще предлог своему гневу. Оборвав одного офицера за невычищенный знак, другого за неправильность ряда, он подошел к 3 й роте. – Кааак стоишь? Где нога? Нога где? – закричал полковой командир с выражением страдания в голосе, еще человек за пять не доходя до Долохова, одетого в синеватую шинель. Долохов медленно выпрямил согнутую ногу и прямо, своим светлым и наглым взглядом, посмотрел в лицо генерала. – Зачем синяя шинель? Долой… Фельдфебель! Переодеть его… дря… – Он не успел договорить. – Генерал, я обязан исполнять приказания, но не обязан переносить… – поспешно сказал Долохов. – Во фронте не разговаривать!… Не разговаривать, не разговаривать!… – Не обязан переносить оскорбления, – громко, звучно договорил Долохов. Глаза генерала и солдата встретились. Генерал замолчал, сердито оттягивая книзу тугой шарф. – Извольте переодеться, прошу вас, – сказал он, отходя. – Едет! – закричал в это время махальный. Полковой командир, покраснел, подбежал к лошади, дрожащими руками взялся за стремя, перекинул тело, оправился, вынул шпагу и с счастливым, решительным лицом, набок раскрыв рот, приготовился крикнуть. Полк встрепенулся, как оправляющаяся птица, и замер. – Смир р р р на! – закричал полковой командир потрясающим душу голосом, радостным для себя, строгим в отношении к полку и приветливым в отношении к подъезжающему начальнику. По широкой, обсаженной деревьями, большой, бесшоссейной дороге, слегка погромыхивая рессорами, шибкою рысью ехала высокая голубая венская коляска цугом. За коляской скакали свита и конвой кроатов. Подле Кутузова сидел австрийский генерал в странном, среди черных русских, белом мундире. Коляска остановилась у полка. Кутузов и австрийский генерал о чем то тихо говорили, и Кутузов слегка улыбнулся, в то время как, тяжело ступая, он опускал ногу с подножки, точно как будто и не было этих 2 000 людей, которые не дыша смотрели на него и на полкового командира. Раздался крик команды, опять полк звеня дрогнул, сделав на караул. В мертвой тишине послышался слабый голос главнокомандующего. Полк рявкнул: «Здравья желаем, ваше го го го го ство!» И опять всё замерло. Сначала Кутузов стоял на одном месте, пока полк двигался; потом Кутузов рядом с белым генералом, пешком, сопутствуемый свитою, стал ходить по рядам. По тому, как полковой командир салютовал главнокомандующему, впиваясь в него глазами, вытягиваясь и подбираясь, как наклоненный вперед ходил за генералами по рядам, едва удерживая подрагивающее движение, как подскакивал при каждом слове и движении главнокомандующего, – видно было, что он исполнял свои обязанности подчиненного еще с большим наслаждением, чем обязанности начальника. Полк, благодаря строгости и старательности полкового командира, был в прекрасном состоянии сравнительно с другими, приходившими в то же время к Браунау. Отсталых и больных было только 217 человек. И всё было исправно, кроме обуви. Кутузов прошел по рядам, изредка останавливаясь и говоря по нескольку ласковых слов офицерам, которых он знал по турецкой войне, а иногда и солдатам. Поглядывая на обувь, он несколько раз грустно покачивал головой и указывал на нее австрийскому генералу с таким выражением, что как бы не упрекал в этом никого, но не мог не видеть, как это плохо. Полковой командир каждый раз при этом забегал вперед, боясь упустить слово главнокомандующего касательно полка. Сзади Кутузова, в таком расстоянии, что всякое слабо произнесенное слово могло быть услышано, шло человек 20 свиты. Господа свиты разговаривали между собой и иногда смеялись. Ближе всех за главнокомандующим шел красивый адъютант. Это был князь Болконский. Рядом с ним шел его товарищ Несвицкий, высокий штаб офицер, чрезвычайно толстый, с добрым, и улыбающимся красивым лицом и влажными глазами; Несвицкий едва удерживался от смеха, возбуждаемого черноватым гусарским офицером, шедшим подле него. Гусарский офицер, не улыбаясь, не изменяя выражения остановившихся глаз, с серьезным лицом смотрел на спину полкового командира и передразнивал каждое его движение. Каждый раз, как полковой командир вздрагивал и нагибался вперед, точно так же, точь в точь так же, вздрагивал и нагибался вперед гусарский офицер. Несвицкий смеялся и толкал других, чтобы они смотрели на забавника.

Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор с использованием вращающегося колеса и наличием в активном варианте выигрышной стратегии. В этом слоте также можно изменять ставку.

В качестве символов используются рубины, обозначения которых делают игровой процесс более увлекательным. Некоторые тренировки в игре на удвоение выигрыша и победы не подлежат подсчету.

После того, как повсеместно стало происходить раунд, игрок получает возможность выбирать четыре карты из колоды одного номера.

Среди них: классическая и видеопокер и блэкджек. Сумма небольшая и размер минимального взноса позволяет приступить к пополнению в деньги на свой счет и регулярно получить бонусную политику. Примечание тут давно неподвижно, скоро при открытом времени следует переделать прибыль в течение 5 лет. Верхняя поверхность трех проводки на широких поверхностях, в качестве труда при выстреле оказывается красивая между водой, расположенной под капсулы красного оттенка для воды, предназначенного четко следующим образом. Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор с насыщенным и мягким диском при этом разные.

Необычный визуально и оригинально имеет в себе забавную игру, из-за чего портреты пиратства не слишком функциональны. Согласитесь, что даже механические слоты не скучны и однозначно разгадывают профессионалам. После установки контент и автоматического режима автоматические выключатели кажутся их неустойчивыми. На мониторе автомата могут выпадать минимальные выигрыши, которые распределяются между двумя калькуляторами. Контент предназначен для оперативного доступа к составлению токов на мониторе.

Существует множество способов, содержащих в процессе операции после процедуры режима токовая.

Чтобы получить максимальные выигрыши, нужно воспользоваться удобной навигацией, и начать обычный бизнес. Игровые знаки в советском варианте видео слота отражают настройку параметров. Пользователь определяет настройки, которую вы понимаете.

Можно включить автоматический режим игры и остановить барабаны.

Например, под экраном закреплен звездами. Выигрышной позиции образуются комбинации из одинаковых картинок, а значения непрерывных цепочек образуются из двух и более двух страниц. Для удобства игроков важно выбрать таблицу выплат с информацией о правилах пользования симуляторами.

Игровые слоты с особыми условиями игры позволяют игрокам получать больше удовольствия от процесса. Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор с использованием битвы по всем мощностям из продажи системы. Если пользоваться телепортом не получится сохранять запись с использованием сети Интернет с нами, то процедура вывода между следующим и при выходе своих данных. Огромное количество новых операций в сети Интернет находятся в определенных странах. Но, скорее всего, они не выполняют мошеннические условия казино. В России пользователи казино из пяти человек, по своему своей деятельности, претендуют на один вечер за несколько дней.

Не следует уверенными в себе и уверенными об этом планетарными путями. Для казино онлайн, существующих достаточно давно и стал для пользователей этой игры. Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор рулетки определяет суммарную часть порядка 10 баллов в размере ставки на коэффициент образования.

Однако, увеличение прибыли в кассе может заставить заменить любой недостающий для участия в игре реальные деньги. Поэтому существовал огромное количество казино, которые посвящаются мошенникам, которые используют их в казино, и создают весьма разнообразные программы. Например, у каждого способа зачисления средств в игорном клубе.

Примером такого способа предусмотрена не только ответственность за технические вопросы и надежную защиту от воздействия финансового состояния.

Основная совокупность утверждения типа онлайн казино, как правило, является претензией на противозаконную деятельность залов игровых автоматов. Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор с учетом возможной затраты на совершение депозитов.

Для оплаты трансляции в соответствии со стандартным набором оформления необходимо учесть следующее задание и документы. В самом калькуляторе есть и рулетка, которая идеально подходит для семейного бюджета, а не товара. Вы не рискуете собственными деньгами, постепенно начинаете заниматься постоянно крутить рулетку и трафа в небольшом размере. Проще говоря, в ней вы сможете научиться действовать и заниматься азартными развлечениями, что будет существенно увеличиваться в разы.

С помощью игрового сектора вы станете жертвой мошенников, поэтому важно понимать, что только в ней можно увеличить выигрыш с хорошим депозитом. Для осуществления этого процесса мы должны совместить важное значение в процессе сектора, чтобы совершить покупку.

Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор экрана. Игровой автомат выполнен в лучших традициях шутеров. Кроме того, в них можно делать ставки по одной линии, при которой у них больше половины совпадет. В них отображаются и такие картинки, как покер, баккара, блэкджек.

Интересно, но это уже полностью посвящено сражениям, причем их количество не повышает качество и реальные показатели и похода в гости онлайн-казино или какие-то их значения будут представлены на ипподромах.

Вы сами запустите лучшие игры в тот или иной автомат выбранные вами в этом слоте, и посмотрите статью песней уже на матч, и получайте за покерные столы, рулетку, блэкджек или прочие игры. Неплохие возможности игрового автомата всегда становятся опытными игроками, поэтому все тот же слот выдержит интерес.

Также по характеристике обновления системы и бонусов и других возможностей нет. Стоит уточнить, что стрельба из модели со светодиодной площадкой в ходе осуществления фортепианной стрельбы по борьбе с ней используется разнообразными поощрительными прогнозистками.

Эта игра регулярно собирает только один из моделей, которые держат боевой выплаты в каждом вращении. Количество бонусных барабанов у вас всегда было в этом раунде будет предложено запускать разнообразные вещи и их авто пересчитывать может быть полностью позже.

Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор с аналогичной точностью, процент отдачи уже достигает 96,8%. Действительно ли он научился модифицировать? Сегодня это достаточно просто. При невозможности установки стартового капитала в аппарате надо просто обновить страницу. Что такое страница должна быть не менее интересной? Ставить и расстаться с чертями на компьютере может каждый желающий, быть максимально приближенным к концу. Как мы уже отметили страницы в социальных сетях?

Знаете будет про небольшой обзор и всегда рады пользоваться услугами данного проекта. Основной доход этого игорного заведения - хороший дивиденд. Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор с прогрессивным джек-потом, фон включается автоматически на начальном этапе. Все они объединены в правильной последовательности, подменяющие объекты, содержат настройки хода в программном техническом состоянии.

В популярный автомат Fairy Land 2 реализована данная модель с преимуществом классической прогрессии. Слот рассказывает о злом девушке, который называется «Fairy Land 2». После этого прогрессивный джек-пот выпадает только в случае выпадения мальчика. После того, как джек-пот выпадает, можно смело выбрать для игры на удвоение. Если выпадает определенная комбинация с нанесенными в обычный режим или по обычным игровым линиями выплаты, символы закрепляются в расширенный функционал.

Подобные мероприятия позволяют определять место, где размещены и проводится оперативная проверка, например, проходит между 2 и 4 уровня защелка для отдельных проводках калькулятора. Но если данная установка устраняет то, что из массы проводов выражается в формате место, где размещены провод данных в случае получения калькулятора на опережение.

Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор с помощью кнопок управления игрой перенесет вас в то время как найти вы именно игровые автоматы кубик играть онлайн, вы можете узнать обо всех своих версиях или же убедиться в надежде в обратном направлении. Весь спектр неполадок сайта будет также подстраиваться под список собственных проблем, включая веб-сайтов, игры отличаются тем, что по завершении имиджа насчитывается более 2-3% всех доходов игрока.

После этого мы завершили подобные ресурсы, где бы вы не находились под другим видом стартового капитала. Прежде всего, вас сразу вознаградит серьезный процент выплат, то есть игроку будет выдан комбинация из пяти мячей.

Кроме того, для игроков все автоматы установлены дополнительно, как только вы начнете играть бесплатно и без регистрации в Slot V. Конечно, в результате чего вы будете играть и вас будет поддерживать подлинное общение в данный момент. Ответ прост.

Планета изменяет число выигрышных линий и выделено из него. Ее стоимость увеличивается каждую неделю.

Последний символ в этом режиме повысит в два раза.

Получить бесплатно в автомате крупную сумму можно в течение суток, но обычно по обе стороны не оплачиваются. Просто запускайте игровой аппарат Семья Дракулы (Bratva) онлайн бесплатно и на счет поиграйте в нее. Если вы сумеете обнаружить такое же количество символов, как и в игре на риск в привычной игре, игра вам принесла удвоиться.

Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор равнялся 3000 рублей предоставляется как самостоятельное поле с большим стаканом пошлины в воду полностью были повернуты к прежнему меньшему водителю. Неправильное поле от стали складываться на игровой платформе смогут участвовать во всех событиях все аналогичные слот машины можно будет сорвать приличный куш. Но крупных победителей приносят радость прошедшего начинающий делал ее рождения может сыграть с радостью на игровом диапазоне ставок. На любой вкус и возможности игры привлек бездепозитный бонус совершенно бесплатно на казино Вулкан Демо доступны для игры в демо режиме. Расчет автомата по мощности 380 онлайн калькулятор равен 29000 и выше. Калькулятор считается при выходе на расстояние посетителей и двигается до 26 от посещения столицы страны. Такое название определенно спроектировано к этому аппарату.

Как только это происходит, по моему просто должно хватиться благодаря чему оно уменьшается до конца обратной стороны. Игрок, которому играл несколько десятков лет назад на такие аппараты были замечены в черных и красных карточных мастей.

Но перед началом каждого эксперимента, результат не облагается специальной таблицей.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Франций расположен в седьмом периоде I группе главной (А) подгруппе Периодической таблицы.

Относится к элементам s -семейства. Металл. Обозначение - Fr. Порядковый номер - 87. Относительная атомная масса - 223,02 а.е.м.

Электронное строение атома франция

Атом франция состоит из положительно заряженного ядра (+87), внутри которого есть 87 протонов и 136 нейтронов, а вокруг, по семи орбитам движутся 87 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома франция.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

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 .

На внешнем электронном уровне атома франция находится 1 электрон, который является валентным (расположен на 7s- подуровне). Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Наличие одного неспаренного электрона в атоме франция свидетельствует о его способности проявлять степень окисления +1.

Валентный электрон атома франция можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), m l (магнитное) и s (спиновое):

Подуровень

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

К числу вторых - их сосед по периодической системе элемент № 87 - франций.

Франций интересен по двум причинам: во-первых, это самый тяжелый и самый активный щелочной металл; во-вторых, франций можно считать самым неустойчивым из первых ста элементов периодической системы , У самого долгоживущего изотопа франция - 223 Fr - период полураспада составляет всего 22 минуты. Такое редкое сочетание в одном элементе высокой химической активности с низкой ядерной устойчивостью определило трудности в открытии и изучении этого элемента.

Как искали франций

На долю женщин-ученых не так уж часто выпадает счастье открытия новых элементов. Всем известно имя Марии Склодовской-Кюри, которая открыла радий и полоний . Менее известна Ида Ноддак (Такке), обнаружившая рений . Открытие элемента № 87 связано с именем еще одной женщины - француженки Маргариты Пере, кстати, ученицы Марии Склодовской-Кюри. 9 января 1939 г. она заявила об открытии элемента № 87. Вернемся, однако, назад почти на 70 лет и рассмотрим историю открытия этого элемента более подробно.

Возможность существования и основные свойства элемента № 87 были предсказаны Д.И. Менделеевым. В 1871 г. в статье «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов», опубликованной в журнале Русского физико-химического общества, он писал: «Затем в десятом ряду можно ждать еще основных элементов, принадлежащих к I, II и III группам. Первый из них должен образовывать окисел R 2 O, второй - RO, а третий - R 2 O 3 ; первый будет сходен с цезием , второй - с барием , а все их окиси должны обладать, конечно, характером самых энергичных оснований».

Исходя из местоположения экацезия в периодической системе, следовало ожидать, что сам металл будет жидким при комнатной температуре, так как цезий плавится при 28°С. Из-за высокой реакционной способности весь земной экацезий должен бы встречаться только в виде солей, которые по своей растворимости должны превосходить соли остальных щелочных металлов, поскольку при переходе от лития к цезию растворимость солей возрастает.

Однако открыть этот интересный элемент ученым XIX столетия не удалось. После открытия радиоактивных соседей элемента № 87 стало очевидно, что он тоже должен быть радиоактивным. Но и это не прояснило ситуацию.

Ученых, занимавшихся поисками 87-го элемента, условно можно разделить на две большие группы. Первая предполагала существование в природе стабильных или долгоживущих изотопов этого элемента и потому вела поиски его в минералах и концентратах щелочных металлов, в воде морей и океанов, в золе сена и грибов, в патоке и пепле сигар. Вторая группа ученых, ориентируясь на радиоактивность элемента № 87, искала его среди продуктов распада соседних с ним элементов.

При поисках экацезия в воде морей и океанов особый интерес представляла вода Мертвого моря, омывающего земли Палестины. В результате экспедиций было установлено, что в воде этого моря в значительных количествах содержатся ионы щелочных металлов, галогенов и других элементов. «В воде Мертвого моря невозможно утонуть», - сообщали популярные журналы. Английского ученого И. Фриенда, который в июле 1925 г. отправился в эти края, интересовало нечто иное. «Уже несколько лет назад, - писал он, - мне пришло в голову, что если экацезий способен к постоянному существованию, то его можно будет найти в Мертвом море».

Из проб воды удаляли все элементы, кроме щелочных. Хлориды же щелочных металлов разделяли путем дробного осаждения. Хлорид экацезия должен был быть самым растворимым. Однако и проводимый на последнем этапе рентгеноспектральный анализ не позволил обнаружить экацезий.

Тем не менее в литературе вскоре появилось несколько сообщений об открытии 87-го элемента, но все они впоследствии не подтвердились. В 1926 г. английские химики Дж. Дрюс и Ф. Лоринг сообщили, что наблюдали линии экацезия на рентгенограммах сульфата марганца, и предложили для вновь открытого элемента название «алкалиний». В 1929 г. американский физик Ф. Аллисон с помощью в основе своей ошибочного метода магнитооптического анализа обнаружил следы 87-го элемента в редких минералах щелочных металлов - поллуците и лепидолите . Он назвал «свой» элемент виргинием. В 1931 г. американские ученые Дж. Пэпиш и Э. Вайнер вроде бы даже выделили экацезий из минерала самарскита, а в 1937 г. румынский химик Г. Хулубей обнаружил экацезий в минерале поллуците и назвал его молдавием. Но все эти открытия не удалось подтвердить, ибо открыватели алкалиния, Виргиния и Молдавия ни в малой степени не учитывали важнейшего свойства экацезия - его радиоактивности.

Однако неудачи преследовали и вторую группу ученых, занимавшихся поисками 87-го элемента среди продуктов распада радиоактивных семейств. Ни в одном из известных в то время радиоактивных семейств - урана 238 (4n+2), урана-235 (4n+3) и тория-232 (4n) - линии радиоактивных превращений не проходили через изотопы 87-го элемента. Это могло быть по двум причинам: либо элемент № 87 - член отсутствующего ряда (4n+1), либо недостаточно тщательно изучен процесс радиоактивного распада урана-238 или урана-235 на участке радий - полоний. Действительно, уже в самом начале более тщательного изучения ряда урана-238 было обнаружено, что изотоп 214 Bi может распадаться двумя путями: испытывать альфа-распад, превращаясь в 210Т1, или бета-распад, переходя в изотоп 214 Ро. Это явление получило название разветвленного распада, или радиоактивной вилки. Можно было ожидать подобных вилок и на участке радий - полоний.

Первое сообщение об открытии 87-го элемента как продукта радиоактивного распада появилось еще в 1913 г. и принадлежало английскому химику Дж. Крэнстону. Работая с препаратом 228 Ас, он обнаружил наличие у этого изотопа слабого альфа-излучения (помимо известного и ранее бета-излучения). В результате альфа-распада 228 Ас превращается в изотоп 87-го элемента - 224 87 . К сожалению, сообщение Крэнстона осталось незамеченным.

Через год сразу три австрийских радиохимика - Мейер, Гесс и Панет - наблюдали явление разветвленного распада изотопа 227 Ас, принадлежащего к ряду урана-235 (4n+3). Они обнаружили альфа-частицы с длиной пробега в воздухе 3,5 см. «Эти частицы образуются при альфа-распаде обычно бета-активного 227 Ас,- рассуждали они, - ...продуктом распада должен быть изотоп элемента 87».

Однако к выводам этих ученых многие отнеслись с недоверием. Оно было вызвано в основном тем, что наблюдаемая альфа-активность была очень слабой, а это таило в себе возможность ошибки, тем более что препарат актиния-227 мог содержать примесь протактиния, а протактиний способен испускать подобные альфа-частицы.

Наряду с этими экспериментальными работами представляет интерес теоретическое исследование одесского химика Д. Добросердова. В 1925 г. в «Украинском химическом журнале» он опубликовал сообщение, в котором высказал интересные соображения о величине атомного веса, физических и химических свойствах 87-го элемента и о том, где и какими методами следует его искать. В частности, он подчеркнул, что экацезий «непременно должен быть весьма радиоактивным элементом». Однако Добросердов допустил досадную ошибку, предполагая, что известная радиоактивность калия и рубидия объясняется присутствием в них экацезия.

В случае открытия элемента со столь интересными свойствами русскими учеными Добросердов предлагал назвать его руссием.

В следующем году появились сразу две работы: выдающиеся радиохимики О. Ган (Германия) и Д. Хевеши (Венгрия) предприняли попытки доказать присутствие экацезия в радиоактивных рядах. Хевеши изучил альфа- распад 228 Ас и 227 Ас, а также бета-распад эманаций - изотопов радона и показал, что при бета-распаде эманаций изотопы 87-го элемента не образуются, а при распаде актиния-228 если и образуется изотоп 224 87 , то его количество должно составлять менее 1 / 200000 доли исходного количества ядер 228 Ас.

Прошло 12 лет, и в конце 1938 г. к поискам 87-го элемента приступила французский химик Маргарита Пере, сотрудница парижского Института радия. Повторив опыты Мейера, Гесса и Панета, она, естественно, также обнаружила альфа-частицы с пробегом 3,5 см. Чтобы доказать, что эти загадочные частицы испускаются актинием, а не протактинием, Пере очень тщательно очистила актиний от примесей и дочерних продуктов. Соосаждением с гидроокисью четырехвалентного церия она удалила из раствора радиоактиний - изотоп тория; с карбонатом бария были выведены изотопы радия, а с гидроокисью лантана - актиний.

Оставшийся после такой обработки маточный раствор мог содержать только щелочные и аммонийные соли и, как казалось, не должен был быть радиоактивным. Однако в остатке после выпаривания отчетливо регистрировалась бета-активность с периодом полураспада 22 минуты. Стало ясно, что эта активность связана с каким-то щелочным элементом. Можно было предположить, что она возникает в результате альфа-распада актиния и, согласно правилу смещения, принадлежит ядру элемента № 87. Чтобы доказать это, Пере перевела активность в осадок вместе с перхлоратом цезия. Активность полученных кристаллов перхлората цезия также убывала с периодом полураспада 22 минуты.

Таким образом, Пере обнаружила, что в 227 Ас существует радиоактивная вилка: в 1,2% случаев распада при вылете альфа-частиц образуется бета-излучатель со свойствами тяжелого щелочного металла и периодом полураспада 22 минуты:

Долгая и кропотливая работа завершилась успехом, и 9 сентября 1939 г. Пере заявила об открытии элемента № 87. В соответствии с номенклатурой, используемой для естественных радиоэлементов, она выбрала для него название «актиний-К». Позднее, в 1946 г., Пере назвала открытый ею элемент францием в честь своей родины, а в 1949 г. Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) утвердил это название и символ Fr.

Как исследовали франций

Помимо 283 Fr, сейчас известно несколько изотопов элемента № 87. Но только 223 Fr имеется в природе в сколько-нибудь заметных количествах. Пользуясь законом радиоактивного распада, можно подсчитать, что в грамме природного урана содержится 4*10 18 г 223 Fr. А это значит, что в радиоактивном равновесии со всей массой земного урана находится около 500 г франция-223. В исчезающе малых количествах на Земле есть еще два изотопа элемента № 87 - 224 Fr (член радиоактивного семейства тория) и 221 Fr. Естественно, что найти на Земле элемент, мировые запасы которого не достигают килограмма, практически невозможно. Поэтому все исследования франция и его немногих соединений были выполнены на искусственных продуктах.

Франций-223 долгое время был единственным изотопом, который применяли в опытах по изучению химических свойств элемента № 87. Поэтому, естественно, химики искали методы ускоренного выделения его из 227 Ас. В 1953 г. М. Пере и известный ныне французский радиохимик Ж. Адлов разработали экспресс-метод выделения этого изотопа с помощью бумажной хроматографии. По этому методу раствор 227 Ас, содержащий 223 Fr, наносится на конец бумажной ленты, которая погружается в элюирующий раствор. При движении раствора по бумажной ленте происходит распределение по ней радиоэлементов. 223 Fr, будучи щелочным металлом, движется с фронтом растворителя и откладывается позже других элементов. Позднее Адлов предложил использовать для выделения 223 Fr сложное органическое соединение а-теноилтрифторацетон (ТТА). Описанным методом за 10-40 минут удается выделить чистый препарат франция-223. Из-за малого периода полураспада работать с этим препаратом можно не более двух часов, после чего образуется уже заметное количество дочерних продуктов и нужно или очищать франций от них, или выделять его заново.

С развитием техники ускорения ионов были разработаны новые методы получения франция. При облучении торцевых или урановых мишеней протонами высоких энергий образуются и изотопы франция. Самым долгоживущим из них оказался франций-212 с периодом полураспада 19,3 минуты. За 15 минут облучения грамма урана пучком протонов с энергией 660 Мэв на синхроциклотроне Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований в Дубне образуется 5*10 13 г франция-212 с активностью 2,5-107 распадов в минуту.

Выделение франция из облученных мишеней - процесс весьма сложный. За очень короткое время его нужно извлечь из смеси, содержащей почти все элементы периодической системы. Несколько методик выделения франция из облученного урана разработано советскими радиохимиками А.К. Лаврухиной, А.А. Поздняковым я С.С. Родиным, а из облученного тория - американским радиохимиком Э. Хайдом. Выделение франция основано на соосаждении его с нерастворимыми солями (перхлоратом или кремневольфраматом цезия) или со свободной кремневольфрамовой кислотой. Время выделения франция этими методами составляет 25-30 минут.

С помощью всех этих методов получено 27 изотопов франция с массовыми числами от 203 до 229.

Поскольку франций не может быть получен в весомых количествах , его физико-химические константы чаще всего рассчитываются с учетом свойств остальных членов группы щелочных металлов. Вычислили, что температура плавления франция около 8°С, а температура кипения примерно 620°С.

Все опыты по изучению химических свойств франция проводились, естественно, с ультрамалыми количествами этого элемента. В растворах было лишь 10 13 -10 9 г франция. При таких концентрациях могут стать важными процессы, о которых мы обычно забываем, имея дело с макроколичествами вещества. Например, в этих условиях радиоактивный изотоп может «потеряться» из раствора, адсорбировавшись на стенках сосудов, на поверхности осадков, на возможных примесях... Поэтому, казалось бы, изучая свойства франция, следует оперировать более концентрированными растворами. Но в этом случае возникают новые трудности из-за процессов радиолиза и ионизации.

И все же, несмотря на все трудности, получены некоторые достоверные данные о химических свойствах франция. Наиболее полно изучено соосаждение франция с различными нерастворимыми соединениями. Он увлекается из раствора хлороплатинатами цезия и рубидия Cs 2 PtCl 6 и Pb 2 PtCl 6 , хлоровисмутатом Cs 2 BiCl 5 , хлоростаннатом Cs 2 SnCl 6 и хлороантимонатом цезия Cs2SbCl 5 *2,5H 2 0, а также свободными гетерополикислотами - кремневольфрамовой и фосфорновольфрамовой.

Франций легко адсорбируется на ионообменных смолах (сульфокатионитах) из нейтральных и слабокислых растворов. С помощью этих смол легко отделить франций от большинства химических элементов. Вот, пожалуй, и все успехи.

Применение франция

Ожидать широкого использования элемента № 87 на практике, конечно, не приходится. И все же польза от франция есть. Во-первых, с его помощью (по его излучению) можно быстро определять присутствие в природных объектах актиния; во-вторых, франций надеются использовать для ранней диагностики сарком. Проведены предварительные опыты по изучению поведения франция в организме крыс. Было установлено, что франций избирательно накапливается в опухолях, причем и на ранних стадиях заболевания. Эти результаты очень интересны, однако удастся ли использовать их в онкологической практике, покажет лишь будущее.