鍅[化學元素]

鍅（Francium）（台灣稱鍅，舊譯作鉣、錺）是一種化學元素，它的化學符號是Fr，它的原子序數是87，帶有放射性。鍅是鹼金屬，其反應非常不穩定，其同位素均有放射性，在實驗室外，鍅在大自然中是極為罕見的。

基本信息

• 中文名稱：鍅
• 外文名：Francium
• 符號：Fr
• 序號：87
• CAS號：7440-73-5
• 族：1
• 周期：7
• 元素分區：s
• 原子質量：223.0197

• 發現人：馬格利特·佩里
• 特性：電負性最低

性質

總體特性

鍅的外部電子排布

中文名稱 鍅

英文名稱 francium

元素符號 Fr

原子序數 87　

族-系列 A—鹼金屬

密度 1.870克/立方厘米鍅的外部電子排布

莫氏硬度 無數據

性狀 質軟（鹼金屬的特性）

顏色 銀白色　

元素在宇宙中的含量 無數據

元素在太陽中的含量 無數據

地殼中含量 1×10^-21%

元素在海水中的含量 無數據

化學性質

由於核不穩定，Fr-223的半衰期最長僅有21分鐘。其化學性質只能在痕量範圍內研究。是最重的鹼金屬元素，也是最不穩定的鹼金屬。鍅的化學性質活潑，所有的鍅鹽都是水溶性的。由於它有放射性，而且化學反應極度活躍，故此至今無法製得純鍅。

原子屬性

鍅原子結構

相對原子質量 (223.0197)鍅原子的發光

原子半徑 0.27納米

共價半徑 無數據

范德華半徑 無數據

價電子排布 7s1

價電子在每能級排布 2，8，18，32，18，8，1

電子數 2-8-18-32-18-8

電子層 KLMNOP

氧化態 主要有Fr+1

晶體結構 體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子

物理屬性

物質狀態 固態、放射性

熔點 300.2K（27℃）

沸點 950K（677℃）

摩爾體積 無數據

汽化熱 無數據

熔化熱 無數據

蒸氣壓 無數據

聲速 無數據

其它性質

電負性0.7（鮑林標度）
電導率3×10^6/(米歐姆)
熱導率15W/(m·K)
第一電離能380kJ/mol
第二電離能2100kJ/mol
第三電離能3100kJ/mol
第四電離能4100kJ/mol
第五電離能5700kJ/mol
第六電離能6900kJ/mol
第七電離能8100kJ/mol
第八電離能12300kJ/mol　
第九電離能12800kJ/mol
第十電離能29300kJ/mol

發現

鍅原子的發光

鍅是門捷列夫曾經指出的類銫，是莫斯萊所確定的原子序數為87的元素。它的發現經歷了彎曲的道路。

剛開始，化學家們根據門捷列夫的推斷——類銫是一個鹼金屬元素，是成鹽的元素，就嘗試從各種鹽類里去尋找它，但是一無所獲。

1925年7月英國化學家費里恩德特地選定了炎熱的夏天去死海，尋找它。但是，經過辛勞的化學分析和光譜分析後，卻絲毫沒有發現這個元素。

後來又有不少化學家嘗試利用光譜技術以及利用原子量作為突破口去找這個元素，但都沒有成功。

1930年，美國阿拉巴馬州工藝學院物理學教授阿立生宣布，在稀有的鹼金屬礦銫鎦石和鱗雲母中用磁光分析法，發現了87號元素。元素符號定為Vi。可是不久，磁光分析法本身被否定了，利用它發現的元素也就不可能成立。

到1939年，法國女科學家佩里在研究錒的同位素Ac-227的α衰變產物時，從中發現了87號元素，並對它進行研究。為了紀念她的祖國，把87號元素稱為francium，元素符號為Fr。

套用

由於它的不穩定和稀有，鍅還沒有商業套用。它已經用於生物學和原子結構的研究領域。鍅對癌症可能存在的診斷幫助的也已經被深入研究了，但是被認為並不實用。

資源

據估計，由於鍅的半衰期很短，經計算，地殼中任何時刻鍅的含量約為30g。這使它成為除砹之外的第二稀有的元素。即使是在含量最高的礦石中，每噸也只有0．0000000000037克。

製備

鍅

鍅可在鈾礦及釷礦中發現，每1×10^18個鈾原子中才能找到一個鍅原子。也可透過以質子轟擊釷而獲得。或者通過以下核反應：197Au+18O→210Fr+5n鍅與銫載體一起用高氯酸鹽、氯鉑酸鹽或鎢矽酸鹽陰離子進行共沉澱，是分離痕量鍅的有效方法。

這塊鈾礦石中任何時刻含有大概100,000個鍅-223原子(3.3×10^-20g)。

同位素

現已發現質量數199～232的鍅的全部同位素，其中只有鍅-223、224是天然放射性同位素，以鍅-223的半衰期最長，約22分鐘。其餘都是通過人工核反應合成的。