Франций (лат. Francium), Fr, химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 87, атомная масса 223,0197, наиболее тяжелый элемент группы щелочных металлов. Назван по имени Франции, родины М. Пере, открывшей (по радиоактивности) элемент (открытие – 1939; присвоение названия - 1964) среди продуктов распада ряда 235U. М. Перей удалось доказать, что ядра 227Ac в 12 случаях из 1000 испускают α-частицы и при этом переходят в ядра элемента №87 с массовым числом 223, который и выделила Перей (AcK).
Один из редчайших и наименее устойчивых из всех радиоактивных элементов, встречающихся в природе.
Изотопы франция
Известно более 25 изотопов франция с массовыми числами от 203 до 229; все они очень неустойчивы (периоды полураспада от 22 мин до 5⋅10-3с). Из них 223Fr и 224Fr встречаются в природе, являясь членами естественных радиоактивных семейств 235U и 232Th. Наиболее долгоживущий β-радиоактивный 223Fr (T1/2 = 21,8 мин, испускает β-лучи, Емакс=1,2 МэВ и α-частицы с пробегом в воздухе 3,5 см) – член одной из побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов.
Другой важный изотоп франция 222Fr (α, ЭЗ)*имеет период полураспада 19,3 мин.
212Fr может быть получен в результате реакций глубокого расщепления урана и тория протонами высоких энергий.
Наиболее важным источником Fr являются препараты актиния, получающиеся при нейтронном облучении радия.
Его старое название— «актиний К» (AcK). Как член радиоактивного ряда 235U, 223Fr в ничтожных количествах присутствует в природе, причём 1 атом Fr приходится на 3·1018 атомов природного урана.
Согласно расчёту, в поверхностном слое Земли толщиной 1,6 км содержится около 24,5 г Fr. По оценкам, его равновесное содержание в земной коре равно 340 г. Кроме того, в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда тория содержится франций-224 с периодом полураспада 3,0 минуты. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0,5 г.
Микроскопические количества 223Fr и 224Fr могут быть химически выделены из минералов урана и тория. Другие изотопы франция получают искусственным путём с помощью ядерных реакций. Изотопы Франция образуются при реакциях глубокого отщепления на тории, а также в реакциях многозарядных ионов, ускоренных до высоких энергий, с различными элементами.
Fr является продуктом распада ряда нептуния.
Физические и химические свойства
Свойства франция изучены недостаточно из-за невозможности выделения весомых количеств. Химически самый активный из всех щелочных металлов - похож по свойствам на цезий. Всегда сокристаллизуется с его соединениями. Плотность Fr может быть 2,5 г/см³, температура плавления 8—11°C (экстраполяция по щелочным металлам), кипения 640—660°C.
Все химические свойства франция изучены радиохимическими методами с использованием цезия в качестве специфического носителя. Массы франция в этих опытах не превышают 10-15г (массовая активность 223Fr составляет 1,7⋅1015 Бк/мг).
В растворах франций ведёт себя как типичный щелочной металл, по свойствам он больше всего напоминает цезий. Почти все соли франция хорошо растворимы в воде.
Франций получают в микроколичествах, выделяя его из смеси) продуктов распада ряда актиноурана, облученных препаратов радия, из смеси продуктов глубокого расщепления тория или других тяжелых элементов. Достаточно сложной проблемой является также отделение франция от его специфического носителя цезия.
Франций нашел практическое применение в биологии при изучении распределения щелочных металлов в организме животных. Было показано, что он фиксируется в злокачественных опухолях в начальный период заболевания. Это наряду с крайне малым временем жизни изотопов франция делает его перспективным для ранней диагностики раковых заболеваний.
223Fr, как дочерний продукт распада 227Ас, применяется для количественного определения актиния в природных объектах (по β-излучению дочернего 223Fr.), а также для исследования миграции ионов тяжёлых щелочных металлов в биологических объектах.
FrCl используется для обнаружения раковых опухолей.
Источник:
Комментариев нет:
Отправить комментарий