فرانسیوم

این عنصر، اتا الکترون ظرفیتی دانّه و میون همه عناصر جدول تناوبی، کمترین الکترونگاتیو ره دانّه.

رادون → فرانسیم ← رادیم Cs ↑ Fr ↓ Uue 87Fr جدول تناوبی
ظاهر
فلزی
ویژگی‌های کلی
نام, نماد, عدد	فرانسیم, Fr, 87
تلفظ به انگلیسی	/ˈfrænsiəm/ FRAN-see-əm
نام گروهی برای عناصر مشابه	فلزات قلیایی
گروه, تناوب, بلوک	۱, ۷, s
جرم اتمی استاندارد	(۲۲۳)g·mol−1
آرایش الکترونی	[رادونRn] 7s1
الکترون به لایه	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 (Image)
ویژگ‌های فیزیکی
حالت	جامد
چگالی (نزدیک به r.t.)	1.87 g·cm−3
نقطه ذوب	? 300 K, ? 27 °C, ? 80 °F
نقطه جوش	? 950 K, ? 677 °C, ? 1250 °F
گرمای هم‌جوشی	ca. 2 kJ·mol−1
گرمای تبخیر	ca. 65 kJ·mol−1
فشار بخار (extrapolated)
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 404 454 519 608 738 946
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن	۱ (اکسید بازی بسیار قوی)
الکترونگاتیوی	۰.۷ (Pauling scale)
شعاع کووالانسی	260 pm
شعاع واندروالانسی	۳۴۸ آنگستروم pm
متفرقه
ساختار کریستالی	cubic body-centered
مغناطیس	پارامغناطیس
مقاومت الکتریکی	3 µΩ·m
رسانایی گرمایی	(300 K) 15 W·m−1·K−1
عدد کاس	7440-73-5
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های فرانسیم
iso NA نیمه عمر DM]] DE (MeV) DP 221Fr syn 4.8 min α 6.457 217استاتین 222Fr syn 14.2 min β– 2.033 222Ra 223Fr trace 22.00 min β– 1.149 223Ra α 5.430 219At
ه • گ • د

دمای ذوب و جوش فرانسیم به ترتیب ۲۷ و ۶۷۷ درجه سانتی‌گراد هسنه، و ونه شعاع اتمی ۲۷۰ پیکومتر وانه.

مارگوریت پری، فرانسیم ره سال ۱۹۳۹ فرانسه دله کشف هاکرده، به همین دلیل این عنصر فرانسیم اسم بیته. این عنصر آخرین عنصر کشف بَیی هسته که طبیعت دله به طور آزاد وجود داشته و پس از استاتین کمیاب‌ترین عنصر بشناسی بَیی‌یه.

فرانسیم بیرون از آزمایشگاه، به طور خله ناچیزی سنگ معدن اورانیوم و توریوم دله پیدا وانه، جایی که ایزوتوپ ۲۲۳ وه به طور پیاپی تشکیل و متلاشی وانه. تخمین بزونه که حدود ۳۰ گرم فرانسیم پوسته زمین دله وجود دانّه. سایر ایزوتوپ‌ئون فرانسیم به طور مصنوعی و آزمایشگاه دله بساته بینه. بیشترین مقداری که اسا فرانسیم جه به طور مصنوعی ایجاد بَیی‌یه، ات خوشه ۱۰٬۰۰۰ اتمی بی‌یه که از طریق ابر اتمی سرد و دانشگاه استونی بروک دله و سال ۱۹۹۷ بساته بیّه. فرانسیم پس از فروپاشی‌ین به استاتین، رادیوم و رادون تبدیل وانه.

حدود سالای دهه ۱۸۷۰ شیمی‌دان‌ها متوجه بینه که ونه عنصری با عدد اتمی ۸۷ گروه فلزات قلیایی دله زیر سزیم وجود داشت‌بائه. این عنصر با اسم اکا سزیم پیش‌بینی بیّه. گروه‌ئون پژوهشی تلاششون ره پیداهاکردن و خالص‌سازی این عنصر ناشناخته وسّه شروع هاکردنه و پس از ۴ تلاش ناموفق، این عنصر بساته بیّه.

اکتشافات ناقص و ناتموم

دوبروسردوف شیمیدون روسی اولین شخصی بی‌یه که ادعای کشف عنصری به نام فرانسیم یا اکا سزیم ره عنوان هاکرده. سال ۱۹۲۵ وه متوجه وجود رادیواکتیویته ضعیفی ات نمونه پتاسیم دله بیّه و بفهمسته که این نمونه ممکن هسته حاوی مقداری از عنصر جدید بائه. سپس وه رساله‌ای در مورد خواص این عنصر بنویشته و به‌خاطر نام کشورش وه ره روسیوم اسم بی‌یشته.ات‌کم بعد از وه دوبروسردوف به تدریس انستیتوی پلیمر اودسای اوکراین دله شروع هاکرده و تحقیقات بیشتری در زمینه این عنصر به عمل نی‌یلرده.

سال بعد، شیمیدانون انگلیسی جرالد دروس و فردریک لورینگ عکسای اشعه ایکس منگنز(II) سولفات ره بررسی هاکردنه.وشون این موشاهده دله به خطوط طیفی برخورد هاکردنه که گمون وَردنه مربوط به اکا-سزیم بائه. وشون این کشفیات ره اعلام هاکردنه و وه ره آلکالینیوم اسم بی‌یشتنه.

سال ۱۹۳۰ فرد آلیسون موسسه پلی‌تکنیک آلاباما دله مدعی بیّه که زمون بررسی پلوسیت و لپیدولیت با ماشین نور-مغناطیس عنصر ۸۷ ره کشف هاکردنه. آلیسون پیشنهاد هدائه که بخاطر زادگاهش یعنی ایالت ویرجینیا این عنصر ویرجنیوم بائه و نماد Vi یا Vm بَیره. البته سال ۱۹۳۴ مک فرسون دانشگاه برکلی دله این اکتشاف نادرست ره رد هاکرده.

سال ۱۹۳۶ هوریا هولوبی شیمیدون فرانسوی به همراه ونه فرانسوی رفخ ایوت کاچویس پولوسیت ره با استفاده از دستگاه اشعه ایکس با دقت بالا آنالیز هاکردنه.وشون متوجه وجود چندین خطوط نشر ضعیف بَینه که به عنصر ۸۷ نسبت هدانه. این عنصر به افتخار مولداوی که آزمایشات اونجه انجام بیّه، مولداویوم نام بیته و نماد وه هم Ml تعیین بیّه. سال ۱۹۳۷ تحقیقات هولوبی به‌وسیله ات فیزیکدون آمریکایی به‌نام اف اچ هرش رد بیّه. هرش اطمینان داشته که اکا-سزیم طبیعت دله وجود ندانّه و وشون به اشتباه خطوط نشر جیوه یا بیسموت ره بدینه. گرچه هولوبی تاکید کارده که ونه دستگاه‌ئون دقیق نینه که چنین اشتباهی ره مرتکب نوانّه.

به همین خاطر ژان باپستیت پرین برنده نوبل جایزه و استاد هولوبی به کمک مارگوریت پری مولداویوم ره به‌عنوان فرانسیم مورد تایید قرار هدائه.

 

به علت نایابی و ناپایداری امکان سِواکردن اتم‌ئون فرانسیم به حدی که قابل اندازه‌گیری بائن نی‌یه به همین دلیل ونه خواص وسّه ونه روی ونه جاء جدول تناوبی سر تکیه هاکردن.

فرانسیم اتا از فلزون قلیایی هسته که خواصی شبیه به سزیم دانّه. فرانسیم ناپایدارتر از هر عنصر سبکتر از دابنیوم (عنصر شماره ۱۰۵) هسته. پایدارترین ایزوتوپ فرانسیم ۲۲۳ با نیم عمر کمتر از ۲۲ دقیقوئه. عنصر ناپایدار بعدی استاتین نیم عمری حدود ۸٫۵ ساعت دانه. تمام ایزوتوپون فرانسیم پس از فروپاشی به استاتین، رادیوم و رادون تبدیل وانه.

با توجه به اینکه فرانسیم اتا از عناصر چگال جدول تناوبی هسته و اینکه تعداد الکترون لایه ظرفیتش ۱ هسته، بنابراین ونه وزن اکی والان همه عناصر جه بیشتر هسته.به محاسبه لینوس پاولینگ مقدار الکترونگاتیوی فرانسیم ونه سزیم جا برابر و حدود ۰.۷ بائه گرچه محاسبات جدیدتر ونه قایده ره ۰.۷۹ نشان دنّه اما این مقدار به طور تجربی تائید نیّه به طور مشابه فرانسیم کمترین الکترونگاتیوی ره بین عناصر دانه

فرانسیم مایع -در صورتی که تشکیل بوو- دمای ذوب تنش سطحی برابر ۰٫۰۵۰۹۲ نیوتن بر متر ونه داره. فرانسیم بتونده نمک‌ئون سزیم جا مثل پرکلرات، یدات، تارتارات، کلروپلاتینات و سیلیکوتنگستات سزیم (و روبیدیوم تاتارات) واکنش دنه. همچنین با سیلیسیوم تنگستن و کلورپلاتینید واکنش هدائه و به ترتیب تولید سیلیکو تنگستن اسید و پرکلریک اسید هاکرده. نمکون فرانسیم عمدتاً ئو دله محلول هستنه.

فرانسیم به علت ناپایداری و کمیاب بی‌ین، کاربرد تجاری نداینه.

پژوهش‌ئونی درباره کاربرد فرانسیم درمان سرطان سر انجام بیّه، ولی انجام این عمل ناممکن به نظر رسنه. قابلیت‌ئون فرانسیم مثل سنتز بیّن و همچنین ونه ساختار اتمی ویژه باعث بیی‌یه که ونجه آزمایش‌ئون طیف سنجی دله استفاده هاکنن. این آزمایش‌ها به درک اطلاعات بیشتری زمینه پتانسیل شیمیایی و ذرات زیر اتمی سر برسی‌یه. به نظر رسنه که بنشنه فرانسیم جه آزمایشات مربوط به نیروگاه هسته‌ای و سیکلوترون‌ها دله استفاده هاکردن.

مطالعات نور گسیل‌بَیی توسط یون‌ئون فرانسیم-۲۱۰ جه که توسط لیزر جه تله دکتنه سر، هدایی‌ئون دقیقی راجع به گذارون بین ترازون انرژی اتمی امه اختیار بی‌یشتنه که شباهت نسبتاً زیادی به نتایج پیش‌بینی بَیی نظریه کوانتمی دارنه.

 

طبیعت دله

فرانسیم ۲۲۳ نتیجه فروپاشی آلفای آکتینیوم ۲۲۷ هسته که سنگ معدن توریوم و اورانیوم دله پیدا وانه.مقدار مشخصی از اورانیوم دله، گمون شونه که به ازای صد میلیون اتم اورانیوم ات اتم فرانسیم پیدا وانه.همچنین تخمین بزونه که تموم پوسته زمین دله حدود ۳۰ گرم فرانسیم موجود داره.بنابراین فرانسیم بعد از استاتین کمیاب‌ترین عنصر زمین هسته.

حاصل سنتز

فرانسیم بتونده واکنش هسته‌ای Au(۱۹۷) + O(۱۸) → Fr(۲۱۰) + ۵n بوئه و از این طریق دانشگاه استونی بروک بتونسته مقدار زیادی ایزوتوپ‌ئون ۲۰۹،۲۱۰ و ۲۱۱ فرانسیم ره تهیه هاکنه.که روش مشتق بَیی تله مغناطونوری هسته. بجز این، روشون بمب‌وارش رادیوم با نوترون و بمب‌وارش توریوم با پروتون، دوتریوم و یونای هلیوم سنتز فرانسیم دله به کار شونّه. فرانسیم سال ۲۰۰۸ تاسا مقیاس قابل توجه سنتز نیی‌ئه.

در روش تله مغناطونوری اتم‌ئون فرانسیم از طریق میدون مغناطیسی بساته وانّه توسط مس سِوا وانّه و توسط لیزر تله کفنّه.

تا اسا ۳۴ ایزوتوپ فرانسیم عدد جرمی ۱۹۹ تا ۲۳۲ جه بشناسی‌یه بَینه. فرانسیم هفت ایزومر دانه. ۲۲۳ و ۲۲۱ تنها ایزوتوپ‌ئونی هستنه که طبیعت دله درنه، گرچه ایزوتوپ بسیار دوم بیشتر پیدا وانه.

فرانسیم ۲۲۳ پایدارترین ایزوتوپ فرانسیم با نیم عمر ۲۱٫۸ دقیقوئه. بعد از وه فرانسیم ۲۱۲ با ۲۰ دقیقه نیمه عمر دره فرانسیم ۲۲۳ پنجمین محصول فروپاشی اکتینیوم ۲۲۷ هسته. سپس وه با واپاشی بتا به رادیوم ۲۲۳ (با انرژی واپاشی ۱۱۴۹ کیلوالکترون ولت)و درصد جزئی از وه (۰.۰۰۶%) مسیر دیگه جه با واپاشی آلفا به استاتین ۲۱۹ تبدیل وانه.

فرانسیم ۲۲۱ نیم عمری حدود ۴٫۸ دقیقه دانه و نهمین محصول فروپاشی نپتونی آکتینیوم ۲۲۵ هسته.سپس وه با فروپاشی آلفا به استاتین ۲۱۷ تبدیل وانه(با انرژی واپاشی ۶.۴۵۷ مگاالکترون ولت). آخرین ایزوتوپ پایدار، فرانسیم ۲۱۵ با نیم عمر ۰٫۱۲ میکرو ثانیوئه(انرژی واپاشی ۹.۵۴ کیلوالکترون ولت).ایزومر ناپایدارتر وه، فرانسیم ۲۱۵m با نیم عمر ۳٫۵ نانو ثانیه هسته.

فرانسیم ۲۱۸ هم به طور تخمینی نیمه عمر ۵‎×۱۰^-۳ ثانیه دانّه و با واپاشی آلفا و انرژی ۷.۸۵ مگا الکترون ولت جا به استاتین تبدیل وانه.

عمومی:

• ویکی‌پدیای کارزنون، «Francium»، انگلیسی ویکی‌پدیا، آزاد دانشنومه، دله. (هارشی‌یه بَیی ۲۳ مارس ۲۰۰۹).
• ونتسکی. «فرانسیم (کمیاب‌ترین کمیاب‌ها)». در بارهٔ فلزات کمیاب چه می‌دانید؟. تهران: انتشارت میر (گوتنبرگ)، ۱۳۶۶.

ویژه:

• WebElements.com - فرانسیم
• آزمایشگاه ملی لوس آموس - فرانسیم
• دانشگاه استونی بروک