研究簡史

鈁是門捷列夫曾經指出的類銫，是莫斯萊所確定的原子序數為87的元素。它的發現經歷了彎曲的道路。

剛開始，化學家們根據門捷列夫的推斷——類銫是一個堿金屬元素，是成鹽的元素，就嘗試從各種鹽類里去尋找它，但是一無所獲。

1925年7月英國化學家費里恩德特地選定了炎熱的夏天去死海尋找它。但是，經過辛勞的化學分析和光譜分析后，卻絲毫沒有發現這個元素。

后來又有不少化學家嘗試利用光譜技術以及利用原子量作為突破口去找這個元素，但都沒有成功。

1930年，美國亞拉巴馬州工藝學院物理學教授阿立生宣布，在稀有的堿金屬礦銫鎦石和鱗云母中用磁光分析法，發現了87號元素。元素符號定為Vi。可是不久，磁光分析法本身被否定了，利用它發現的元素也就不可能成立。

到1939年，法國女科學家佩里在研究錒的同位素Ac-227的α衰變產物時。從中發現了87號元素，并對它進行研究。為了紀念她的祖國，把87號元素稱為francium，元素符號為Fr。

理化性質

基本信息

中文名稱：鈁

英文名稱：francium

元素符號：Fr

原子序數：87

族-系列：第一主族—堿金屬

密度：1.870g/cm3

性狀：質軟（堿金屬的特性）

顏色：有銀白色金屬光澤

原子屬性

相對原子質量：223.0197

原子半徑：0.27納米

價電子排布：7s1

價電子在每能級排布：2，8，18，32，18，8，1

電子數：2-8-18-32-18-8

電子層：K-L-M-N-O-P

氧化態：主要有 1

晶體結構：體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子

物理屬性

物質狀態：固態、具有放射性

熔點：300.2K（27℃）

沸點：950K（677℃）

化學性質

由于核不穩定，Fr-223的半衰期最長僅有21分鐘。其化學性質只能在痕量范圍內研究。是最重的堿金屬元素，也同其他堿金屬一樣極不穩定。鈁的化學性質活潑，所有的鈁鹽都是水溶性的。由于它有放射性，而且化學反應極度活躍，故此無法制得純鈁。

應用領域

由于它的不穩定和稀有，鈁還沒有商業應用。它已經用于生物學和原子結構的研究領域。鈁對癌癥可能存在的診斷幫助的也已經被深入研究了，但是被認為并不實用。

鈁可在鈾礦及釷礦中發現，每1×1018個鈾原子中才能找到一個鈁原子。也可透過以質子轟擊釷而獲得。或者通過以下核反應：197Au 18O → 210Fr 5n

資源分布

據估計，由于鈁的半衰期很短，經計算，地殼中任何時刻鈁的含量約為30g。這使它成為除砹之外的第二稀有的元素。即使是在含量最高的礦石中，每噸也只有0.0000000000037克。

同位素

現已發現質量數199～232的鈁的全部同位素，其中只有鈁-223、224是天然放射性同位素，以鈁-223的半衰期最長，約22分鐘。其余都是通過人工核反應合成的。

世界紀錄

世界上最不穩定的天然元素：鈁，1939年由法國巴黎居里研究所的Maguerite Perey發現，是元素周期表中最不穩定的自然存在元素，其最穩定的同位素鈁-223的半衰期僅為22分鐘。（吉尼斯世界紀錄）