Общие
сведения и методы получения.
Франций (Fr) Д самый тяжелый из щелочных металлов. Существование его
в природе было предсказано еще в 1869Д1870 гг. Д. И. Менделеевым,
который оставил вакантное место для этого элемента в IA подгруппе
в
7-м периоде системы. Экспериментально это было подтверждено спустя 70
лет. В 1939 г. М. Перей при изучении продуктов
распада
235U
обнаружила
короткоживущий
β-активный изотоп с периодом полураспада 21,8 мин. Было
показано, что указанный изотоп является искомым щелочным металлом. В
1946 г. он получил название франций в честь родины его
первооткрывательницы.
Физические
свойства. Атомные характеристики. Атомный
номер франция 87, атомная масса 223
а. е. м., атомный объем 95,49*10-6 м3/моль. Атомный радиус (металлический) 0,280 нм, ионный
радиус Fr+ 0,186 нм.
Стабильного
изотопа франций не имеет. В настоящее время известно более 20
радиоактивных изотопов франция с атомной массой от 203 до 229 и
периодами полураспада от тысячных долей секунды до 21,8 мин. Наибольшим
периодом полураспада обладает изотоп 223Fr.
Франций, как и его ближайший
аналог цезий, кристаллизуется в о. ц. к.
структуру. Потенциалы
нонизации атома франция J
(эВ): 3,98; 22,5; 33,5.
Электроотрицательность 0,7. Работа выхода электронов ф= 1,8 эВ.
Плотность.
При комнатной температуре плотность франция 2,44
Мг/м3.
Электрические.
Удельное электрическое сопротивление
р франция при 291 К равно 0,450 мкОм*м.
Тепловые
и термодинамические. Температура плавления 26,84 °С,
температура кипення 677
°С, удельная теплота плавления
9,385 кДж/кг, удельная теплота сублимации, отнесенная к 298 К, 309,7
кДж/кг. Удельная теплоемкость франция прн 298 К Cр
= 136,53 Дж/(кг*К).
Молярная
энтропия s° франция в зависимости от температуры:
Т,
К |
298 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
s°,
Дж/(моль*К)
|
94,2
|
117,6
|
207,2
|
215,6
|
221,7
|
226,8
|
Приведенный
термодинамический потенциал Фт в зависимости от температуры:
Т,
К |
298 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
Фт,
Дж/(моль*К)
|
94,2
|
100,6
|
119,6
|
150,4
|
167,5
|
178,9
|
Давление
пара р франция в зависимости от температуры:
Т,
К |
218 |
248 |
289 |
346 |
434 |
р,
Па |
12,95*10-8 |
12,95*10-6 |
12,95*10-4 |
12,95*10-2 |
12,95 |
Давление
паров франция при температуре его плавления 300
К равно 2,933 кПа.
Химические
свойства. Франций не имеет долгоживущих изотопов, поэтому он не
может быть
синтезирован в достаточном количестве и химические свойства его изучены
только на индикаторных образцах. По химическим свойствам франций
весьма близок к рубидию и цезию. Гндроксид, фторид, хлорид, нитрид,
сульфат и сульфид франция хорошо растворяются в
воде. Сам металл
растворим в соляной, серной, азотной, уксусной, плавиковой и щавелевой
кислотах.
Области
применения. Учитывая исключительно малую
распространенность франция в природе,
трудно указать конкретные области его применения. Имеются сведения, что
франций используется в радиохимических определениях актиния,
а также в
медицине при диагностике некоторых заболеваний.
|