フランシウムは、原子番号 87、元素記号 Fr の放射性元素です。このアルカリ金属は自然に発生しますが、非常にまれです。また、反応性が高く不安定であるため、日常生活で遭遇する要素ではありません。それはおそらく室温で銀色の液体金属ですが、ほとんど存在しないため、誰も確実に知りません.これは、フランシウムの発見、情報源、危険性など、有益で興味深いフランシウムの事実のコレクションです。
基本的なフランシウムの事実
名前: フランシウム
原子番号: 87
元素記号: 金
グループ: グループ1
期間: ピリオド7
ブロック: Sブロック
エレメント ファミリー: アルカリ金属
原子質量: [223]
電子配置: [Rn] 7秒
シェルあたりの電子数: 2、8、18、32、18、8、1
発見: マルグリット・ペリー (1939)
フランシウムの発見
フランシウムの存在は、周期表の構成に基づいて予測されました。複数の研究グループが元素の発見を試み、少なくとも 4 つの誤った発見の主張がなされました。パリのキュリー研究所のマルグリット ペリーは、1939 年 1 月 7 日にこの元素を正式に発見しました。ペリーは、ウラン鉱石からアクチニウム 227 のサンプルを精製し、正体不明の崩壊生成物に気付きました。他の可能性を排除した後、彼女はセシウム塩と共沈した生成物に気づき、新しいアルカリ金属を持っているのではないかと疑った.フランシウムは最後に発見された天然元素です。それ以降に発見された元素はすべて合成されています。
要素名の由来
発見される前は、87 番元素はエカセシウムまたはエカセシウムと呼ばれていました。 1925 年から 1939 年に元素が公式に発見されるまで、多くの科学者はフランシウムを発見したと考えていました。名前ロシア語 、アルカリ 、処女 、およびモルダビウム .しかし、これらの発見は間違っているか、不完全すぎるかのどちらかでした。マルグリット・ペリーは、発見した同位体にアクチニウム-Kと名付けました。 そして元素名 catium を提案しました (Cm)、陽イオンとしての要素の強さを反映しています。しかし、彼女の上司 (Irène Joliot-Curie) は、人々が元素を陽イオンではなく猫と関連付けると考えたため、この名前に反対しました。最終的に、ペリーはフランスにちなんでフランシウムという元素名を提案しました。当初、元素記号はFaでしたが、Frに変更されました.
フランシウム同位体
原子質量 199 から 232 までの 34 の既知のフランシウム同位体があります。Fr-221 と Fr-223 は自然に発生します。フランシウム 223 は最も安定な同位体で、半減期は 21.8 分です。 Fr-223 は、ベータ崩壊によってラジウム 223 に崩壊します。フランシウム 221 の半減期は 4.8 分です。 Fr-221 はアルファ崩壊によってアスタチン-217 に崩壊します。現在までに合成される安定性が最も低い同位体はフランシウム 215 で、半減期は 0.12 マイクロ秒です。
フランシウムの使用
フランシウムは不安定すぎて商用利用できません。ペリーはこの元素を癌の診断補助として使用することを提案しましたが、この元素は癌を引き起こすため、実用的ではありませんでした。フランシウムは合成してトラップできるため、エネルギー準位の分光実験や素粒子の結合定数に使用されます。フランシウムから観測されたエネルギー準位遷移は、量子論による予測を検証しました。
自然の豊かさと源
自然に存在するフランシウム同位体は、フランシウム 223 とフランシウム 221 の 2 つだけです。フランシウム 223 はアクチニウム 227 のアルファ崩壊の結果であり、これはウランの放射性崩壊の結果です。ウラニナイトやソライトなどのウラン鉱石やトリウム鉱石には、微量のフランシウムが含まれています。ウラン原子10個に対して、フランシウム原子は1個しかありません。フランシウム 221 は、フランシウム 223 よりもさらに希少です。フランシウム 221 は、ネプツニウム崩壊連鎖の一部です。科学者は、地球の地殻に含まれるフランシウムの総量は、常に最大で 30 グラムであると推定しています。
フランシウムは、融合反応を利用して合成されます。金 197 ターゲットに酸素 18 原子を衝突させると、同位体である Fr-209、Fr-201、および Fr-211 が生成されます。他の方法には、ラジウムの中性子衝撃、およびトリウムの陽子または重陽子衝撃が含まれます。
生物学的役割と毒性
フランシウムは、どの生物においても生物学的役割を果たしません。それは非常に放射性で反応性があります。要素にさらされると、がんを引き起こす可能性があります。放射能は別として、元素との接触は、その反応性が化学火傷を引き起こすため、危険です.
物理データ
密度: 2.48g/cm（推定）
融点: 281.0 K (8.0 °C, 46.4 °F) (推定値)
沸点: 890 K (620 °C, 1150 °F) (推定値)
20ºC での状態: 液体（0℃で固体）
原子データ
共有半径: 午後260時（外挿）
ファン デル ワールス半径: 午後348時（外挿）
電気陰性度: ポーリングスケール:>0.79
第 1 イオン化エネルギー: 393kJ/モル
酸化状態: +1
磁気注文: 常磁性
結晶構造: 体心立方 (bcc) (外挿)
興味深いフランシウムの事実
- ペリーは catium という名前を提案しました
- フランシウムは最後に発見された天然元素です。
- 分離または合成されたフランシウムが少なすぎて、重さを測ることも見ることもできません。ただし、フランシウム原子は蛍光を発するため、放出する光によって間接的に観察される可能性があります。
- フランシウムのサンプルは、放射性崩壊によって生成された熱によって蒸発する可能性があります。
- アスタチンに次いで 2 番目に希少な天然元素です。
- これは、最も電気陽性度が高いか、2 番目に陽性度が高い元素 (セシウムに次ぐ) のいずれかです。その電気陰性度の値は、確実にわかっているのではなく、予測されています。
- フランシウムは、アルカリ金属の中で最も反応性が高いです。フランシウムと水の間の仮説上の反応は、セシウムと水の間の反応よりもさらに激しくなるでしょう.
- フランシウムは、水銀と同様、室温で液体金属である可能性があります。
- ペリーは、フランシウムの発見と放射化学の研究により、ノーベル賞に 5 回ノミネートされましたが、受賞することはありませんでした。
参考文献
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