فرانسيوم

فرانسيوم عنصر كيميائي عدده الذري 87 ورمزه Fr. يقع في الدورة 7، المجموعة 1 ضمن القطاع s. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Rn] 7s1.

العدد الذري87

الكتلة الذرية القياسيةلا توجد كتلة ذرية قياسية

المجموعة1

الدورة7

القطاعs

التوزيع الإلكتروني[Rn] 7s1

البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يمتلك فرانسيوم إلكترون تكافؤ واحداً في غلافه الخارجي، ولذلك يميل إلى فقده وتكوين كاتيون بشحنة +1. يفسر ذلك التفاعلية العالية للفلزات القلوية وندرة وجودها حرة في الطبيعة.

التوزيع الإلكتروني لـفرانسيوم هو [Rn] 7s1. كلما نزلنا في المجموعة 1 يزداد نصف القطر ويصبح فقد إلكترون التكافؤ أسهل، فتظهر اتجاهات دورية واضحة في التفاعلية وطاقة التأين.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يوجد فرانسيوم غالباً في مركبات أيونية مثل الأكاسيد والهيدروكسيدات والهاليدات والكربونات أو الكبريتات. يكون الفلز الحر أكثر تفاعلاً، لذلك تعكس كيمياؤه الطبيعية ميله إلى تكوين كاتيونات مستقرة.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. نقطة الانصهار هي 300 K (26.85 °C). نقطة الغليان هي 923K (676.9 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد فرانسيوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر فرانسيوم في تطبيقات مرتبطة بـبحث علمي. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

بحث علمي

يُنتج فرانسيوم أو يُعزل أو يُقاس أساساً في الأبحاث التي تختبر الاتجاهات الذرية والنووية والدورية، وليس للاستخدام التجاري واسع النطاق.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع فرانسيوم في الدورة 7 والمجموعة 1. العناصر المجاورة المعروضة هي: سيزيوم؛ باريوم؛ راديوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز قلوي

الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب

الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 8 · 1

الكثافة—

نقطة الانصهار300 K (26.9 °C)

نقطة الغليان923K (676.9 °C)

الكهرسلبية على مقياس باولنغ0.79

طاقة التأين الأولى393kJ/mol

الألفة الإلكترونية46.89 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف فرانسيوم بأعمال مارغريت بيري. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

لا توجد لـفرانسيوم كتلة ذرية قياسية واحدة لأن تركيب نظائره الطبيعية لا يعطي متوسطاً ثابتاً مناسباً، أو لأن العنصر لا يملك وفرة طبيعية مستقرة يمكن تعريفها بهذه الطريقة.

لا يملك فرانسيوم نظائر مستقرة. نظائره مشعة، ولذلك تصبح أعمار النصف وأنماط الاضمحلال بيانات أساسية في القياس والبحث والتطبيقات.

السلامة

المناولة والتعرض

فرانسيوم عنصر مشع. تتطلب مناولته ضوابط إشعاعية تتناسب مع النظير والنشاط ونوع الإشعاع والصورة الكيميائية للعينة.