Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Францій (позначення — Fr, від фр. France) — лужний хімічний елемент і проста речовина. Має атомний номер 87 за періодичною системою елементів. Надзвичайно активний і радіоактивний. Займає друге місце за унікальністю серед елементів, знайдених в природі (перше місце займає астат). Стабільних ізотопів не має. Найстабільніший ізотоп 223Fr (Т1/2 = 21,8 хв.). Крім того, понад 40 ізотопів францію з атомними масами від 199 до 233 одержані штучно.
Історія відкриття
У статті «Природна система елементів і застосування її до вказівки властивостей невідкритих елементів», опублікованої 1871 року, Менделєєв писав: «Потім у десятому ряді можна чекати ще основних елементів, що належать до I, II і III груп. Перший з них повинний утворювати оксид R2O, другий — RO, а третій — R2O3; перший буде подібний із цезієм, другий — з барієм, а всі їхні оксиди повинні володіти, звичайно, характером найенергійніших основ».
Періодичний закон дозволяв передбачити деякі властивості невідкритого елементу. Оскільки металічність елементів зростає від літію до цезію, зрозуміло було, що 87-ий елемент ще більш сильно виражений метал. Цим обумовлювалася його надзвичайно висока реакційна здатність, у зв'язку з чим він міг бути наявним у природі лише у виді солей, що мають більшу розчинність, ніж у всіх інших солей лужних металів. Оскільки від літію до цезію знижувалася температура плавлення (від 180,5 до 28,5 °С), резонно було вважати, що ека-цезій у звичайних умовах повинний подібно ртуті перебуває в рідкому стані. Для лужних металів (окрім літію) характерна ще одна закономірність: чим більше масове число елемента (тобто чим нижче він розташований у періодичній таблиці), тим менше його в земній корі. Якщо врахувати, що частка цезію в природі зовсім невелика, то розташований під ним елемент № 87 міг бути найрідкіснішим. Нарешті, радіоактивність його сусідів — відкритих наприкінці XIX століття радію й актинію — дозволяли припустити, що і ека-цезій має бути радіоактивним.
Властивості елемента № 87 визначили два основні напрямки пошуку: одні вчені розраховували знайти його в мінералах лужних металів або в багатих ними водах мінеральних джерел і морів; інші сподівались знайти ека-цезій серед продуктів розпаду сусідніх із ним елементів.
1913 року англійський радіохімік повідомив, що він помітив у одного з ізотопів актинію слабке альфа-випромінювання (поряд із характерним для цього ізотопу бета-випромінюванням). Учений припускав, що при цьому може утворитися ізотоп елементу № 87. Через рік подібні результати були отримані австрійськими радіохіміками Мейером, Гессом і Панетом, що знайшли у дослідах з ізотопом актинію неочікувані альфа-частинки. «Ці частки утворяться при альфа-розпаді звичайно бета-активного 227Ас, — писали вони, — …продуктом розпаду має бути ізотоп елементу № 87». Але припущення — ще не науковий факт, тим більше, що для сумнівів було чимало основ: по-перше, помічене альфа-випромінювання було настільки слабким, що не виходило за межі можливих похибок експерименту: по-друге, досліджуваний препарат актинію міг містити домішки сусіднього протактинію, який здатен випромінювати альфа-частинки, і тому міг ввести дослідників в оману. Як з'ясувалося пізніше, дослідники перебували на правильному шляху, однак до відкриття елементу № 87 залишалося ще чверть століття.
1925 року англієць І. Фріенд вирішив податися до Палестини, щоб вивчити води Мертвого моря, багаті лужними металами. «Вже кілька років тому, – писав він, – мені спало на думку, що якщо ека-цезій здатний до постійного існування, то його можна буде знайти в Мертвому морі». Ідея ця не позбавлена була сенсу, але знайти рентгеноспектральним аналізом хоча б сліди елементу № 87 не вдалося.
За допомогою спектроскопу намагалися виявити невловимий елемент і багато інших дослідників; адже саме він допоміг відкрити рубідій і цезій — найближчих родичів елемента № 87 в лужному сімействі. Не тільки концентрати морських солей, але і крупинки найрідкісніших мінералів, попіл грибів та сигар, спалений цукор і кістки викопних тварин — здавалося б, усі потенційні сховища атомів ека-цезію побували перед об'єктивом спектроскопу, але елемент не було виявлено.
Деякі «відкриття» після перевірки виявлялися помилковими й «закривалися». Так, 1926 року в пресі з'явилося повідомлення англійських хіміків Дж. Дрюса і Ф. Лоринга про те, що вони нібито спостерігали лінії 87-го елементу на рентгенограмах сульфату марганцю і дали йому назва алкаліній.
Через три роки американський фізик Ф. Аллісон опублікував дані своїх магнітооптичних досліджень, які дали йому підстави вважати, що знайдено сліди шуканого елементу в малопоширених мінералах лужних металів — самарськіті, полуциті й лепідоліті. На честь свого рідного штату вчений пропонував назвати 87-й віргінієм. 1931 року його співвітчизникам Дж. Пепішу і Е. Вайнеру начебто вдалося спектроскопічним методом підтвердити наявність ліній віргінію в самарскіті, але незабаром з'ясувалося, що причиною появи незнайомих ліній був дефект кальцитового кристалу, встановленого в спектроскопі, яким користувалися вчені.
1937 року румунський хімік Г. Хулубей повідомив, що знайшов ека-цезій у полуциті, і запропонував назвати новий елемент молдавієм.
У 1925 році одеський хімік Дмитро Добросердов висловив на сторінках «Українського хімічного журналу» розуміння про фізичні і хімічні властивості ека-цезію, підкресливши, зокрема, що він «неодмінно має бути досить радіоактивним елементом». Але вчений при цьому помилково припустив, що зафіксована ним радіоактивність калію обумовлена домішками 87-го елементу, який він пропонував назвати руссієм.
Наступного року цікаві результати вдалося одержати відомим радіохімікам Отто Гану (Німеччина) і Дьєрдю Хевеши (Угорщина). Ретельне дослідження радіоактивних рядів деяких ізотопів актинію показало, що при альфа-розпаді одного з них утворюється ізотоп ека-цезію, щоправда, з кожного мільйона атомів вихідної речовини можна одержати лише кілька атомів 87-го елементу.
1938 року за пошуки ека-цезію взялася Марґеріт Перей — співробітниця паризького Інституту радію, учениця Марії Склодовської-Кюрі. Насамперед Пере вирішила повторити давні експерименти Мейера, Гесса і Панета.
Проробивши досліди, Пере, подібно до своїх попередників, виявила наявність тих же альфа-частинок. Необхідно було довести, що їх джерелом є не домішки протактинію, а саме актиній. Вона очистила актиній від усіх можливих домішок і дочірніх продуктів його радіоактивного розпаду, і дослідила отриманий препарат. Пере з'ясувала, що ізотоп цього елементу з масовим числом 227 має радіоактивну «вилку», або, інакше кажучи, здатний розпадатися двома шляхами — з випромінюванням бета- і альфа-частинок. Правда, «зуби» у цієї вилки виявилися далеко не однаковими: лише в 12 випадках із тисячі ядра актинію випромінюють альфа-частинки, у всіх інших випадках вони випромінюють бета-частинки (тобто електрони), перетворюючи в ядра ізотопу торію.
Розрахунок показував, що, викинувши альфа-частинку (тобто, ядро гелію), ядро ізотопу актинію стає ядром ізотопу 87-го елементу. Дійсно, у результаті досвідів з'являвся продукт розпаду актинію з властивостями важкого лужного радіоактивного металу. Це й був ніколи раніше не зафіксований у природі довгоочікуваний ека-цезій, а саме — його ізотоп із масовим числом 223. Так у 1939 році був відкритий один із останніх доуранових елементів.
Назва "францій" походить від фр. France — батьківщини першовідкривачки Марґеріт Перей. Саме в Парижі, в Інституті радію вона відкрила цей елемент.
Фізичні властивості
Метал. Утворює просту речовину – францій. Фізичні та хімічні константи і властивості точно невідомі через малу тривалість існування. За оцінками густина складає близько 2,3–2,5. Температура плавлення близько 27 °C, температура кипіння — 677 °C. В розчинах поводиться як типово лужний метал. Має радіоактивні властивості.
Хімічні властивості
За хімічними властивостями найближче до цезію.
Теоретично францій повинен бути практично повним хімічним аналогом своїх найближчих сусідів у групі лужних металів — цезію та рубідію. Зокрема, його ступінь окиснення у сполуках завжди має становити +1, а сам елемент в металічному стані має бути найактивнішим з усіх металів.
Найповніше вивчено осадження францію з різними нерозчинними сполуками. Він випадає з розчину разом із хлороплатинатами цезію і рубідію Cs2PtCl6 і Rb2PtCl6, хлоробісмутатом Cs2BiCl6, хлоростаннатом Cs2SnCl6 і хлороантимонатом цезію Cs2SbCl6 ∙ 2,5 H2O, а також вільними гетерополікислотами — кремневольфрамовою і фосфорновольфрамовою. Францій легко адсорбується на йонообмінних смолах () з нейтральних і слабокислих розчинів. За допомогою цих смол легко відокремити францій від більшості хімічних елементів. Через високу радіоактивність та доволі швидкий період напіврозпаду широкого використання не знайшов.
Ізотопи
Відомо вісім ізотопів францію, що мають період напіврозпаду більше хвилини:
| Масове число | Період напіврозпаду | Основний канал розпаду |
|---|---|---|
| 210 | 3,18 хвилини | Альфа-розпад |
| 211 | 3,1 хвилини | Альфа-розпад |
| 212 | 20 хвилин | Захоплення електрону |
| 222 | 14,2 хвилин | β–-розпад |
| 223 | 22 хвилини | β–-розпад |
| 224 | 3,33 хвилини | β–-розпад |
| 225 | 3,95 хвилини | β–-розпад |
| 227 | 2,47 хвилини | β–-розпад |
Загалом відомо 42 ізотопи францію з масовими числами від 199 до 233, 7 з яких — метастабільні.
Поширення у природі
Як проміжний член радіоактивного ряду 235U–223Fr в незначних кількостях присутній у природі в співвідношенні 1 атом Fr на 3•1018 атомів природного урану. На Землі у рівновазі з всією масою природного урану знаходиться бл. 0,5 кг 223Fr. В поверхневому шарі земної кори товщиною 1,6 км знаходиться всього 24,5 г Fr.
Отримання
Виділення францію з природних радіоактивних елементів (Ac, Th і інш.), а також продуктів ядерних реакцій проводять екстракційними або хроматографічним методами.
223Fr довгий час був єдиним ізотопом, що застосовувався в дослідах з вивчення хімічних властивостей елементу № 87. Тому природно, що хіміки шукали методи прискореного виділення його з 227Ас. У 1953 році М. Пері і відомий французький радіохімік Ж. Адлов розробили експрес-метод виділення цього ізотопу за допомогою паперової хроматографії.
За цим методом розчин 227Ас, що містить 223Fr, наноситься на кінець паперової стрічки, що занурюється в спеціальний розчин. При русі розчину паперовою стрічкою відбувається розподіл на ній радіоелементів. 223Fr, як лужний метал, рухається з фронтом розчинника і відкладається після інших елементів. Пізніше Адлов запропонував використовувати для виділення 223Fr складну органічну сполуку -тенойлтрифторацетон (ТТА). Описаним методом за 10-40 хвилин удається виділити чистий препарат францію-223. Через малий період напіврозпаду працювати з цим препаратом можна не більше двох годин, після чого утворюється помітна кількість дочірніх продуктів і потрібно або очищати францій від них, або виділяти його заново.
З розвитком техніки прискорення іонів і створенням циклотронів були розроблені нові методи одержання францію. При опроміненні торієвих або уранових мішеней протонами високих енергій утворяться ізотопи францію. Найстійкішим з них виявився францій-212 з періодом напіврозпаду 19,3 хвилини. За 15 хвилин опромінення 1 г урану пучком протонів з енергією 660 МеВ на синхроциклотроні Лабораторії ядерних проблем Об'єднаного інституту ядерних досліджень у Дубні утворюється 5∙10-13 г францію-212 з активністю 2,5∙107 розпадів за хвилину.
Виділення францію з опромінених мішеней — процес досить складний. Кілька методик виділення францію з опроміненого урану розроблено радянськими радіохіміками А. К. Лаврухіною, А. А. Позняковим і С. С. Родіним, а з опроміненого торію — американським радіохіміком Е. Хайдом. Виділення францію засноване на осадженні його з нерозчинними солями (перхлоратом або кремневольфраматом цезію) або з вільною кремневольфрамовою кислотою. Час виділення францію цими методами становить 25-30 хвилин.
Ще один спосіб одержання францію заснований на реакціях, що відбуваються при опроміненні мішеней зі свинцю, талію або золота багатозарядними іонами бора, вуглецю або неону, прискореними на циклотронах або лінійних прискорювачах. Придатні такі пари «мішень + снаряд»: Pb+B; Tl+C; Au+Ne; Au+O.
У випадку опромінення золотої мішені іонами неону-22 з енергією 140 МеВ або кисню-18 с енергією 102 МеВ, реакції наступні:
- 79197Au + 1022Ne = 89219Ac = 87212Fr + 24He + 3n
- 197Au + 18O → 210Fr + 5n
Таким чином можна отримувати від кількох сотень тисяч до кількох мільйонів йонів францію на секунду.
Найзручніша і найшвидша методика виділення ізотопів францію з опроміненого золота розроблена радянськими радіохіміками Н. Мальцевою і М. Шалаєвським. Францій екстрагують нітробензолом у присутності зі стовпчика, заповненого силікагелем.
Використання
Ізотоп 223Fr знаходить обмежене застосування — для визначення 227Ac за β-випромінюванням дочірнього 223Fr, а також для дослідження міграції іонів важких лужних металів у біологічних об'єктах.
Характерне для францію випромінювання дозволяє, наприклад, швидко визначити, чи є в тих чи інших природних об'єктах його «прабатько» актиній. Для медицини безсумнівний інтерес представляє здатність францію накопичуватися в , причому (що особливо важливо) навіть на початкових стадіях захворювання. Завдяки цьому елемент можна використовувати для ранньої діагностики саркоми, для цього використовують (FrCl). Такі досліди вже успішно проведені на пацюках[].
Див. також
Примітки
- The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side(англ.)
- Isotopes of the Element Francium(англ.)
- PRODUCTION AND TRANSPORT OF RADIOACTIVE FRANCIUMFOR MAGNETO-OPTICAL TRAPPING(англ.)
Література
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім.. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
Посилання
- Францій // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Francij poznachennya Fr vid fr France luzhnij himichnij element i prosta rechovina Maye atomnij nomer 87 za periodichnoyu sistemoyu elementiv Nadzvichajno aktivnij i radioaktivnij Zajmaye druge misce za unikalnistyu sered elementiv znajdenih v prirodi pershe misce zajmaye astat Stabilnih izotopiv ne maye Najstabilnishij izotop 223Fr T1 2 21 8 hv Krim togo ponad 40 izotopiv franciyu z atomnimi masami vid 199 do 233 oderzhani shtuchno Francij Fr Atomnij nomer 87Zovnishnij viglyad prostoyi rechovini radioaktivnij luzhnij metalVlastivosti atomaAtomna masa molyarna masa 223 0197 a o m g mol Radius atoma n a pmEnergiya ionizaciyi pershij elektron 0 0 0 00 kDzh mol eV Elektronna konfiguraciya Rn 7s1Himichni vlastivostiKovalentnij radius n a pmRadius iona 1e 180 pmElektronegativnist za Polingom 0 7Elektrodnij potencial Fr Fr 2 92VStupeni okisnennya 2Termodinamichni vlastivostiGustina n a g sm Molyarna teployemnist n a Dzh K mol Teploprovidnist n a Vt m K Temperatura plavlennya 300 KTeplota plavlennya 15 kDzh molTemperatura kipinnya 950 KTeplota viparovuvannya n a kDzh molMolyarnij ob yem n a sm molKristalichna gratkaStruktura gratki kubichna ob yemnocentrovanaPeriod gratki n a AVidnoshennya s a n aTemperatura Debaya n a KH He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Francij u VikishovishiIstoriya vidkrittyaU statti Prirodna sistema elementiv i zastosuvannya yiyi do vkazivki vlastivostej nevidkritih elementiv opublikovanoyi 1871 roku Mendelyeyev pisav Potim u desyatomu ryadi mozhna chekati she osnovnih elementiv sho nalezhat do I II i III grup Pershij z nih povinnij utvoryuvati oksid R2O drugij RO a tretij R2O3 pershij bude podibnij iz ceziyem drugij z bariyem a vsi yihni oksidi povinni voloditi zvichajno harakterom najenergijnishih osnov Periodichnij zakon dozvolyav peredbachiti deyaki vlastivosti nevidkritogo elementu Oskilki metalichnist elementiv zrostaye vid litiyu do ceziyu zrozumilo bulo sho 87 ij element she bilsh silno virazhenij metal Cim obumovlyuvalasya jogo nadzvichajno visoka reakcijna zdatnist u zv yazku z chim vin mig buti nayavnim u prirodi lishe u vidi solej sho mayut bilshu rozchinnist nizh u vsih inshih solej luzhnih metaliv Oskilki vid litiyu do ceziyu znizhuvalasya temperatura plavlennya vid 180 5 do 28 5 S rezonno bulo vvazhati sho eka cezij u zvichajnih umovah povinnij podibno rtuti perebuvaye v ridkomu stani Dlya luzhnih metaliv okrim litiyu harakterna she odna zakonomirnist chim bilshe masove chislo elementa tobto chim nizhche vin roztashovanij u periodichnij tablici tim menshe jogo v zemnij kori Yaksho vrahuvati sho chastka ceziyu v prirodi zovsim nevelika to roztashovanij pid nim element 87 mig buti najridkisnishim Nareshti radioaktivnist jogo susidiv vidkritih naprikinci XIX stolittya radiyu j aktiniyu dozvolyali pripustiti sho i eka cezij maye buti radioaktivnim Vlastivosti elementa 87 viznachili dva osnovni napryamki poshuku odni vcheni rozrahovuvali znajti jogo v mineralah luzhnih metaliv abo v bagatih nimi vodah mineralnih dzherel i moriv inshi spodivalis znajti eka cezij sered produktiv rozpadu susidnih iz nim elementiv 1913 roku anglijskij radiohimik povidomiv sho vin pomitiv u odnogo z izotopiv aktiniyu slabke alfa viprominyuvannya poryad iz harakternim dlya cogo izotopu beta viprominyuvannyam Uchenij pripuskav sho pri comu mozhe utvoritisya izotop elementu 87 Cherez rik podibni rezultati buli otrimani avstrijskimi radiohimikami Mejerom Gessom i Panetom sho znajshli u doslidah z izotopom aktiniyu neochikuvani alfa chastinki Ci chastki utvoryatsya pri alfa rozpadi zvichajno beta aktivnogo 227As pisali voni produktom rozpadu maye buti izotop elementu 87 Ale pripushennya she ne naukovij fakt tim bilshe sho dlya sumniviv bulo chimalo osnov po pershe pomichene alfa viprominyuvannya bulo nastilki slabkim sho ne vihodilo za mezhi mozhlivih pohibok eksperimentu po druge doslidzhuvanij preparat aktiniyu mig mistiti domishki susidnogo protaktiniyu yakij zdaten viprominyuvati alfa chastinki i tomu mig vvesti doslidnikiv v omanu Yak z yasuvalosya piznishe doslidniki perebuvali na pravilnomu shlyahu odnak do vidkrittya elementu 87 zalishalosya she chvert stolittya 1925 roku angliyec I Friend virishiv podatisya do Palestini shob vivchiti vodi Mertvogo morya bagati luzhnimi metalami Vzhe kilka rokiv tomu pisav vin meni spalo na dumku sho yaksho eka cezij zdatnij do postijnogo isnuvannya to jogo mozhna bude znajti v Mertvomu mori Ideya cya ne pozbavlena bula sensu ale znajti rentgenospektralnim analizom hocha b slidi elementu 87 ne vdalosya Za dopomogoyu spektroskopu namagalisya viyaviti nevlovimij element i bagato inshih doslidnikiv adzhe same vin dopomig vidkriti rubidij i cezij najblizhchih rodichiv elementa 87 v luzhnomu simejstvi Ne tilki koncentrati morskih solej ale i krupinki najridkisnishih mineraliv popil gribiv ta sigar spalenij cukor i kistki vikopnih tvarin zdavalosya b usi potencijni shovisha atomiv eka ceziyu pobuvali pered ob yektivom spektroskopu ale element ne bulo viyavleno Deyaki vidkrittya pislya perevirki viyavlyalisya pomilkovimi j zakrivalisya Tak 1926 roku v presi z yavilosya povidomlennya anglijskih himikiv Dzh Dryusa i F Loringa pro te sho voni nibito sposterigali liniyi 87 go elementu na rentgenogramah sulfatu margancyu i dali jomu nazva alkalinij Cherez tri roki amerikanskij fizik F Allison opublikuvav dani svoyih magnitooptichnih doslidzhen yaki dali jomu pidstavi vvazhati sho znajdeno slidi shukanogo elementu v maloposhirenih mineralah luzhnih metaliv samarskiti poluciti j lepidoliti Na chest svogo ridnogo shtatu vchenij proponuvav nazvati 87 j virginiyem 1931 roku jogo spivvitchiznikam Dzh Pepishu i E Vajneru nachebto vdalosya spektroskopichnim metodom pidtverditi nayavnist linij virginiyu v samarskiti ale nezabarom z yasuvalosya sho prichinoyu poyavi neznajomih linij buv defekt kalcitovogo kristalu vstanovlenogo v spektroskopi yakim koristuvalisya vcheni 1937 roku rumunskij himik G Hulubej povidomiv sho znajshov eka cezij u poluciti i zaproponuvav nazvati novij element moldaviyem U 1925 roci odeskij himik Dmitro Dobroserdov visloviv na storinkah Ukrayinskogo himichnogo zhurnalu rozuminnya pro fizichni i himichni vlastivosti eka ceziyu pidkreslivshi zokrema sho vin neodminno maye buti dosit radioaktivnim elementom Ale vchenij pri comu pomilkovo pripustiv sho zafiksovana nim radioaktivnist kaliyu obumovlena domishkami 87 go elementu yakij vin proponuvav nazvati russiyem Nastupnogo roku cikavi rezultati vdalosya oderzhati vidomim radiohimikam Otto Ganu Nimechchina i Dyerdyu Heveshi Ugorshina Retelne doslidzhennya radioaktivnih ryadiv deyakih izotopiv aktiniyu pokazalo sho pri alfa rozpadi odnogo z nih utvoryuyetsya izotop eka ceziyu shopravda z kozhnogo miljona atomiv vihidnoyi rechovini mozhna oderzhati lishe kilka atomiv 87 go elementu 1938 roku za poshuki eka ceziyu vzyalasya Margerit Perej spivrobitnicya parizkogo Institutu radiyu uchenicya Mariyi Sklodovskoyi Kyuri Nasampered Pere virishila povtoriti davni eksperimenti Mejera Gessa i Paneta Prorobivshi doslidi Pere podibno do svoyih poperednikiv viyavila nayavnist tih zhe alfa chastinok Neobhidno bulo dovesti sho yih dzherelom ye ne domishki protaktiniyu a same aktinij Vona ochistila aktinij vid usih mozhlivih domishok i dochirnih produktiv jogo radioaktivnogo rozpadu i doslidila otrimanij preparat Pere z yasuvala sho izotop cogo elementu z masovim chislom 227 maye radioaktivnu vilku abo inakshe kazhuchi zdatnij rozpadatisya dvoma shlyahami z viprominyuvannyam beta i alfa chastinok Pravda zubi u ciyeyi vilki viyavilisya daleko ne odnakovimi lishe v 12 vipadkah iz tisyachi yadra aktiniyu viprominyuyut alfa chastinki u vsih inshih vipadkah voni viprominyuyut beta chastinki tobto elektroni peretvoryuyuchi v yadra izotopu toriyu Rozrahunok pokazuvav sho vikinuvshi alfa chastinku tobto yadro geliyu yadro izotopu aktiniyu staye yadrom izotopu 87 go elementu Dijsno u rezultati dosvidiv z yavlyavsya produkt rozpadu aktiniyu z vlastivostyami vazhkogo luzhnogo radioaktivnogo metalu Ce j buv nikoli ranishe ne zafiksovanij u prirodi dovgoochikuvanij eka cezij a same jogo izotop iz masovim chislom 223 Tak u 1939 roci buv vidkritij odin iz ostannih douranovih elementiv Nazva francij pohodit vid fr France batkivshini pershovidkrivachki Margerit Perej Same v Parizhi v Instituti radiyu vona vidkrila cej element Fizichni vlastivostiMetal Utvoryuye prostu rechovinu francij Fizichni ta himichni konstanti i vlastivosti tochno nevidomi cherez malu trivalist isnuvannya Za ocinkami gustina skladaye blizko 2 3 2 5 Temperatura plavlennya blizko 27 C temperatura kipinnya 677 C V rozchinah povoditsya yak tipovo luzhnij metal Maye radioaktivni vlastivosti Himichni vlastivostiZa himichnimi vlastivostyami najblizhche do ceziyu Teoretichno francij povinen buti praktichno povnim himichnim analogom svoyih najblizhchih susidiv u grupi luzhnih metaliv ceziyu ta rubidiyu Zokrema jogo stupin okisnennya u spolukah zavzhdi maye stanoviti 1 a sam element v metalichnomu stani maye buti najaktivnishim z usih metaliv Najpovnishe vivcheno osadzhennya franciyu z riznimi nerozchinnimi spolukami Vin vipadaye z rozchinu razom iz hloroplatinatami ceziyu i rubidiyu Cs2PtCl6 i Rb2PtCl6 hlorobismutatom Cs2BiCl6 hlorostannatom Cs2SnCl6 i hloroantimonatom ceziyu Cs2SbCl6 2 5 H2O a takozh vilnimi geteropolikislotami kremnevolframovoyu i fosfornovolframovoyu Francij legko adsorbuyetsya na jonoobminnih smolah z nejtralnih i slabokislih rozchiniv Za dopomogoyu cih smol legko vidokremiti francij vid bilshosti himichnih elementiv Cherez visoku radioaktivnist ta dovoli shvidkij period napivrozpadu shirokogo vikoristannya ne znajshov IzotopiVidomo visim izotopiv franciyu sho mayut period napivrozpadu bilshe hvilini Masove chislo Period napivrozpadu Osnovnij kanal rozpadu 210 3 18 hvilini Alfa rozpad 211 3 1 hvilini Alfa rozpad 212 20 hvilin Zahoplennya elektronu 222 14 2 hvilin b rozpad 223 22 hvilini b rozpad 224 3 33 hvilini b rozpad 225 3 95 hvilini b rozpad 227 2 47 hvilini b rozpad Zagalom vidomo 42 izotopi franciyu z masovimi chislami vid 199 do 233 7 z yakih metastabilni Poshirennya u prirodiYak promizhnij chlen radioaktivnogo ryadu 235U 223Fr v neznachnih kilkostyah prisutnij u prirodi v spivvidnoshenni 1 atom Fr na 3 1018 atomiv prirodnogo uranu Na Zemli u rivnovazi z vsiyeyu masoyu prirodnogo uranu znahoditsya bl 0 5 kg 223Fr V poverhnevomu shari zemnoyi kori tovshinoyu 1 6 km znahoditsya vsogo 24 5 g Fr OtrimannyaVidilennya franciyu z prirodnih radioaktivnih elementiv Ac Th i insh a takozh produktiv yadernih reakcij provodyat ekstrakcijnimi abo hromatografichnim metodami 223Fr dovgij chas buv yedinim izotopom sho zastosovuvavsya v doslidah z vivchennya himichnih vlastivostej elementu 87 Tomu prirodno sho himiki shukali metodi priskorenogo vidilennya jogo z 227As U 1953 roci M Peri i vidomij francuzkij radiohimik Zh Adlov rozrobili ekspres metod vidilennya cogo izotopu za dopomogoyu paperovoyi hromatografiyi Za cim metodom rozchin 227As sho mistit 223Fr nanositsya na kinec paperovoyi strichki sho zanuryuyetsya v specialnij rozchin Pri rusi rozchinu paperovoyu strichkoyu vidbuvayetsya rozpodil na nij radioelementiv 223Fr yak luzhnij metal ruhayetsya z frontom rozchinnika i vidkladayetsya pislya inshih elementiv Piznishe Adlov zaproponuvav vikoristovuvati dlya vidilennya 223Fr skladnu organichnu spoluku tenojltriftoraceton TTA Opisanim metodom za 10 40 hvilin udayetsya vidiliti chistij preparat franciyu 223 Cherez malij period napivrozpadu pracyuvati z cim preparatom mozhna ne bilshe dvoh godin pislya chogo utvoryuyetsya pomitna kilkist dochirnih produktiv i potribno abo ochishati francij vid nih abo vidilyati jogo zanovo Z rozvitkom tehniki priskorennya ioniv i stvorennyam ciklotroniv buli rozrobleni novi metodi oderzhannya franciyu Pri oprominenni toriyevih abo uranovih mishenej protonami visokih energij utvoryatsya izotopi franciyu Najstijkishim z nih viyavivsya francij 212 z periodom napivrozpadu 19 3 hvilini Za 15 hvilin oprominennya 1 g uranu puchkom protoniv z energiyeyu 660 MeV na sinhrociklotroni Laboratoriyi yadernih problem Ob yednanogo institutu yadernih doslidzhen u Dubni utvoryuyetsya 5 10 13 g franciyu 212 z aktivnistyu 2 5 107 rozpadiv za hvilinu Vidilennya franciyu z oprominenih mishenej proces dosit skladnij Kilka metodik vidilennya franciyu z oprominenogo uranu rozrobleno radyanskimi radiohimikami A K Lavruhinoyu A A Poznyakovim i S S Rodinim a z oprominenogo toriyu amerikanskim radiohimikom E Hajdom Vidilennya franciyu zasnovane na osadzhenni jogo z nerozchinnimi solyami perhloratom abo kremnevolframatom ceziyu abo z vilnoyu kremnevolframovoyu kislotoyu Chas vidilennya franciyu cimi metodami stanovit 25 30 hvilin She odin sposib oderzhannya franciyu zasnovanij na reakciyah sho vidbuvayutsya pri oprominenni mishenej zi svincyu taliyu abo zolota bagatozaryadnimi ionami bora vuglecyu abo neonu priskorenimi na ciklotronah abo linijnih priskoryuvachah Pridatni taki pari mishen snaryad Pb B Tl C Au Ne Au O U vipadku oprominennya zolotoyi misheni ionami neonu 22 z energiyeyu 140 MeV abo kisnyu 18 s energiyeyu 102 MeV reakciyi nastupni 79197Au 1022Ne 89219Ac 87212Fr 24He 3n 197Au 18O 210Fr 5n Takim chinom mozhna otrimuvati vid kilkoh soten tisyach do kilkoh miljoniv joniv franciyu na sekundu Najzruchnisha i najshvidsha metodika vidilennya izotopiv franciyu z oprominenogo zolota rozroblena radyanskimi radiohimikami N Malcevoyu i M Shalayevskim Francij ekstraguyut nitrobenzolom u prisutnosti zi stovpchika zapovnenogo silikagelem VikoristannyaIzotop 223Fr znahodit obmezhene zastosuvannya dlya viznachennya 227Ac za b viprominyuvannyam dochirnogo 223Fr a takozh dlya doslidzhennya migraciyi ioniv vazhkih luzhnih metaliv u biologichnih ob yektah Harakterne dlya franciyu viprominyuvannya dozvolyaye napriklad shvidko viznachiti chi ye v tih chi inshih prirodnih ob yektah jogo prabatko aktinij Dlya medicini bezsumnivnij interes predstavlyaye zdatnist franciyu nakopichuvatisya v prichomu sho osoblivo vazhlivo navit na pochatkovih stadiyah zahvoryuvannya Zavdyaki comu element mozhna vikoristovuvati dlya rannoyi diagnostiki sarkomi dlya cogo vikoristovuyut FrCl Taki doslidi vzhe uspishno provedeni na pacyukah dzherelo Div takozhRadioaktivnist Jonizaciya Luzhni metaliPrimitkiThe Lost Elements The Periodic Table s Shadow Side angl Isotopes of the Element Francium angl PRODUCTION AND TRANSPORT OF RADIOACTIVE FRANCIUMFOR MAGNETO OPTICAL TRAPPING angl LiteraturaGlosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s PosilannyaFrancij Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006