钫 | 7440-73-5

• 分子结构分类: 无机化合物 - 均相金属化合物 - 均相碱金属化合物
• 中文名称: 钫
• 英文名称: Francium
• CAS: 7440-73-5
• 化学式: Fr
• 分子量: 223.01973
• InChiKey: KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  27°C
• 沸点：
  673°C (estimate)
• 稳定性/保质期：

  钫是最不稳定的、电正性最高的天然放射性元素，发现于1939年。已知有30种同位素，其中寿命最长的是223Fr，其半衰期为21.8分钟，并由不同的核反应制备而成。钫是一种金属，但尚未获得固体形态。由于缺乏直接观测数据，许多性质是推测得出的：相对密度约为2.43，熔点约9℃，沸点约65℃。化学性质极其活泼，化合物极易溶于水。钫不形成络合物和胶体，并且不会与碱金属如铷（Rb）、铯（Cs）的氢氧化物、氟化物、硫化物以及碳酸盐或铬酸盐共沉淀；然而它可以与许多难溶性-Cs、-Rb化合物，例如Cs2BiCl5、Rb2BiCl5、Cs2PtCl6形成共结晶。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  0.0
• 重原子数：
  1
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  0

制备方法与用途

和空气的反应

据我们所知，目前还没有人在一个地方聚集了足够多的钫来确定它的外观。它可能是一种非常柔软、容易切割的固态金属，在室温下甚至可能是液体。新鲜的钫表面很快就会因为与空气中的氧气和水分反应而失去光泽。如果钫曾经在空气中燃烧，预计将是超氧化物钫（FrO₂）。

生产方法 分离方法 - 大多用离子交换法分离

1. 使用HCl溶液洗脱：使用直径0.2 cm²×1.0 cm的Dowex 50-X4, 400 目阳离子交换树脂柱，从母体（₂²⁷Ac）中分离锕。用1 mol/L HCl以25℃、流速1 mL/min淋洗，从最初的两倍柱体积淋洗液中去除短寿命的裂变产物（₂¹¹Pb和₂¹¹Bi），而（₂²³Fr）则出现在4～5倍柱体积的淋洗液中。此时，（₂²⁷Ac）、（₂²³Ra）和（₂²⁷Th）仍强烈吸附在树脂上。此过程可多次再生。

2. 使用NH₄Cl溶液洗脱：当使用Dowex 50时，（₂²⁷Ac）可以被吸附而（₂²³Fr）可以通过NH₄Cl水溶液洗脱。采用图示的双柱装置，第二根柱子填充有与硅胶混合的BaSO₄，用于移去痕量的（₂²³Ra）、（₂¹¹Pb）和（₂⁰⁷Tl）。淋洗液是含500 mg/L CrO₃的0.5 mol/L NH₄Cl溶液，并用浓氨水调至pH值9.5～10。加料速度为3.3 mL/min，在9 min内有90%（₂²³Fr）被洗入6～30 mL的淋洗液中，放射化学纯度可达98%。