Франций


Фра́нций (химический символ — Fr, от лат. Francium) — радиоактивный химический элемент 1-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы первой группы, IA) седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 87.

Франций — самый тяжёлый щелочной металл; по свойствам он больше всего напоминает цезий. Предполагался самым электроположительным металлом, и наиболее химически активным из всех металлов[9], однако установлено, что энергия ионизации атома франция выше, чем у цезия, поэтому наиболее электроположительным и химически активным металлом следует считать, по-видимому, цезий[10]. Из-за редкости и высокой радиоактивности франций почти нигде не применяется.

Самый редкий природный элемент после астата; в природе встречается в ничтожно малых количествах: так, по некоторым данным на 1 атом Fr приходится 3·1018 атомов природного урана[2], а общее содержание франция в земной коре по разным данным от 20-30[4] до 340—500 г[9][11]. Все изотопы чрезвычайно радиоактивны, они всегда распадаются на астат, радон и радий. Наиболее стабильный (223Fr) имеет период полураспада 22 мин. Металлический образец франция никогда не наблюдался, существуют лишь фотографии образцов, содержащих до 200 000 атомов[12]. Последний элемент, впервые обнаруженный в природе, а не путем ядерного синтеза.

Cведения о его физических свойствах могут быть определены только путём расчёта, основываясь на данных для стабильных щелочных металлов. Расчётная плотность франция от 1,87 до 2,9 г/см3. Температура плавления франция по некоторым данным от 8 до 27 °С, но этот сильнорадиоактивный металл выделяет столько тепла, что даже в случае получения нескольких миллиграммов, он немедленно закипит и превратится в светящийся дым.

Попытки открыть элемент долгое время оказывались неудачными. Первоначально его пытались найти там, где содержится много щелочных элементов — в морской воде и в золе от сжигания растений. Только после изучения радиоактивных рядов природных изотопов тория-232, урана-235 и 238, было предположено, что элемент 87 существует в виде промежуточных членов этих рядов. Открыт в 1939 году, через 69 лет после предсказания Менделеева, как продукт распада актиния.

Этот элемент был предсказан Д. И. Менделеевым (как «эка-цезий») ещё в 1870 году. Предполагаемая атомная масса для этого элемента должна была находиться в диапазоне 210—230. В 1871 г. в статье «Естественная система элементов и применение её к указанию свойств неоткрытых элементов», опубликованной в журнале Русского физико-химического общества, он писал: