Реферат: Франций
--PAGE_BREAK--Найбільш стабільні ізотопи:
Ізотоп
Період напіврозпаду
Вид радіоактивності
Результат розпаду
Fr-<numconv6p0 sch=«1» val=«212» w:st=«on»>212
<numconv6p6 val=«20.0» sch=«4» w:st=«on»>20.0хв
α/β+
At-<numconv6p0 sch=«1» val=«208» w:st=«on»>208/Rn-<numconv6p0 sch=«1» val=«212» w:st=«on»>212
Fr-<numconv6p0 sch=«1» val=«221» w:st=«on»>221
<numconv6p6 val=«4.8» sch=«4» w:st=«on»>4.8хв
α/β–
At-<numconv6p0 sch=«1» val=«217» w:st=«on»>217/Ra-<numconv6p0 sch=«1» val=«221» w:st=«on»>221
Fr-<numconv6p0 sch=«1» val=«222» w:st=«on»>222
<numconv6p6 val=«14.3» sch=«4» w:st=«on»>14.3хв
β–
Ra-<numconv6p0 sch=«1» val=«222» w:st=«on»>222
Fr-<numconv6p0 val=«223» sch=«1» w:st=«on»>223
<numconv6p6 val=«21.8» sch=«4» w:st=«on»>21.8хв
α/β–
At-<numconv6p0 val=«219» sch=«1» w:st=«on»>219/Ra-<numconv6p0 val=«223» sch=«1» w:st=«on»>223
Fr-<numconv6p0 sch=«1» val=«225» w:st=«on»>225
<numconv6p6 val=«4.0» sch=«4» w:st=«on»>4.0хв
β–
Ra-<numconv6p0 sch=«1» val=«225» w:st=«on»>225
Fr-<numconv6p0 sch=«1» val=«210» w:st=«on»>21
<numconv6p6 val=«3.18» sch=«4» w:st=«on»>3.18хв
α/β+
At-<numconv6p0 sch=«1» val=«206» w:st=«on»>206/Rn-<numconv6p0 sch=«1» val=«210» w:st=«on»>210
Розділ <numconv6p0 sch=«1» val=«2» w:st=«on»>2. Історія відкриття
Кажуть, що немає правил без виключень. І якщо вважати правилом той факт, що історія відкриття хімічних елементів зв’язана насамперед із представниками сильної половини людства, то приємним виключеннямбудуть три жіночих імені, якими вправі пишатися слабка стать: Марія Склодовська-Кюрі– першовідкривач полонію і радію, ІдаНоддак(Такке), що відкрила реній, і МаргаретПере, якій судилося відкрити франций. Анітрохи не применшуючи величезних заслуг Марії Склодовської-Кюріта ІдиНоддак, відмітимо, що науковий успіх вони поділялизісвоїми чоловіками П’єромКюрі і Вальтером Ноддаком, у той час як МаргаретПерепри «народженні» францію обійшлася «без сторонньої допомоги».
Відкриття елементу № <numconv6p0 val=«87» sch=«1» w:st=«on»>87 (а саме під цим номером значиться франційу таблиці елементів) хіміки усього світу чекали довго – практично сімдесятиліть. Справав тім, що Д. І. Менделєєв, споруджуючи стрункий будівлюсвоєї періодичної системи, не завжди мав «під рукою» підходящий«будівельний» матеріал, і тому багато клітинок таблиці залишилисяпорожніми. Але геніальний учений розумів, що ці порожнечі – справатимчасова: відповідні їм«цеглинки» повинні існувати в природі, але поки їм вдається залишатисянепоміченими. Менделєєв не тільки вказав майбутнє «місце проживання» ряду елементів, але і звеликою точністю передбачив фізичні й хімічні властивості цих незнайомців.
Життя незабаром підтвердило блискучий прогноз ученого: у <numconv6p0 sch=«1» val=«1875» w:st=«on»>1875 році були відкриті галій (Менделєєв називав його ека-алюмінієм, справедливо вважаючи, що по властивостях він буде схожий на свого сусіда зверху по таблиці елементів), у <numconv6p0 sch=«1» val=«1879» w:st=«on»>1879 році – скандій (ека-бор), а в <numconv6p0 sch=«1» val=«1886» w:st=«on»>1886 році – германій (ека-силіцій).
У статті «Природна система елементів і застосування її до вказівки властивостей невідкритих елементів», опублікованоїв <numconv6p0 sch=«1» val=«1871» w:st=«on»>1871 році, Менделєєв писав: «Потім у десятому ряді можна чекати ще основних елементів, щоналежать до I, II і III груп. Першийз нихповиннийутворювати оксид R<numconv6p0 sch=«1» val=«2» w:st=«on»>2O, другий – RO, а третій– R<numconv6p0 sch=«1» val=«2» w:st=«on»>2O<numconv6p0 sch=«1» val=«3» w:st=«on»>3; перший буде подібний із цезієм, другий – з барієм, а всі їхні оксиди повинні володіти, звичайно, характером найенергійніших основ».
Йшлироки, науці ставали відомі все нові й нові елементи, але клітинка зномером <numconv6p0 val=«87» sch=«1» w:st=«on»>87, заброньована за ека-цезієм, продовжувала пустувати, незважаючи на численні спроби вчених ряду країн розшукати її законного власника. І хоча йому вдавалося вислизнути від допитливого погляду дослідників, багато його властивостей, зумовлених «географічним положенням» у періодичній системі, вже були відомі науці.
Так, не викликало сумнівів, що елемент № <numconv6p0 val=«87» sch=«1» w:st=«on»>87повиненбути надійним хоронителем лужних «традицій», щоміцніють від літію до цезію. Цим обумовлювалася насамперед його висока реакційна здатність(вище, ніж уцезію), у зв’язку з чим він міг бути присутніму природі лише у видісолей, щоволодіють більшою розчинністю, ніжувсіх інших солей лужних металів. Оскільки від літію до цезію знижувалася температура плавлення (від <numconv6p6 val=«180,5» sch=«4» w:st=«on»>180,5 до <numconv6p6 val=«28,5» sch=«4» w:st=«on»>28,5°С), резонно було думати, що ека-цезійу звичайних умовах повиннийподібно ртуті знаходитисяв рідкому стані. Для лужних металів (окрім літію) характерна ще одна закономірність: чим більше масове число елемента(тобто чим нижче він розташований у періодичній таблиці), тим менше йогознаходитьсяв земній корі. Якщо врахувати, що вже на часткуцезію в природі приходитьсязовсім небагатоатомів, то розташованийпід ним елемент № <numconv6p0 val=«87» sch=«1» w:st=«on»>87 міг і зовсім виявитися найрідкіснішимз рідкісних. Нарешті, радіоактивні «нахили» його сусідів праворуч (про які згадував у статті Менделєєв) – відкритих наприкінці XIX століттярадію й актинію – дозволяли стверджувати, що і ека-цезійповиненмати радіоактивність.
Властивості елемента№ <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87визначилидваосновних напрямкипошуку: одні вчені розраховували знайти йогов мінералах лужних металів абов багатих ними водах мінеральних джерел і морів; іншіволіли вестирозшук на радіоактивних тропах, сподіваючись знайти ека-цезійсеред продуктів розпаду сусідніх із ним елементів.
У <numconv6p0 val=«1913» sch=«1» w:st=«on»>1913 році англійськийрадіохімікДж. Кренстонповідомив, що він помітив уодного з ізотопів актинію слабке альфа-випромінювання (поряд з характерним для цього ізотопу бета-випромінюванням). Учений припускав, що при цьому може утворитися ізотоп елементу№ <numconv6p0 val=«87» sch=«1» w:st=«on»>87. Черезрік подібні результати були отримані австрійськими радіохімікамиМейером, Гессомі Панетом, щознайшли при дослідах зізотопом актинію «незвані» альфа-частинки. «Ці частки утворяться при альфа-розпаді звичайно бета-активного <numconv6p0 val=«227» sch=«1» w:st=«on»>227Ас, – писали вони, –… продуктом розпаду повиненбути ізотоп елементу№ <numconv6p0 val=«87» sch=«1» w:st=«on»>87». Але припущення – ще не науковий факт, тим більше, що для сумнівів було чимало основ: по-перше, поміченеальфа-випромінювання було настільки слабким, що не виходило за межі можливих погрішностей експерименту: по-друге, досліджуванийпрепарат актинію цілком міг міститидомішки, «проживаючого» поруч протактинію, що здатнийвипромінювати альфа-частинки і тому міг легко ввестивчених в оману. Хоча ці дослідники, як з'ясувалося пізніше, знаходилисяна правильному шляху, до відкриття елементу№ <numconv6p0 val=«87» sch=«1» w:st=«on»>87 було ще далеко – цієї події залишалосячекати рівно чверть століття...
У <numconv6p0 sch=«1» val=«1925» w:st=«on»>1925 році англієць І. Фріендвирішив відправитися в Палестину, щоб вивчити води Мертвого моря, багатілужними металами. «Уже кілька років назад, – писав він, – мені спало на думку, що якщо ека-цезійздатнийдо постійного існування, то його можна буде знайти в Мертвомуморі». Що ж, ідея ця не позбавлена була змісту, але скількине намагався вчений знайти рентгеноспектральниманалізом хоча б сліди елементу№ <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87, бажаних результатів він так і не домігся.
За допомогою спектроскопу намагалися виявити невловимий елементі багато інших дослідників; адже саме він допоміг відкрити рубідій і цезій – найближчих родичів елементу№ <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87 по лужномусімейству. Не тільки концентрати морських солей, але і крупиці найрідших мінералів, зола грибів і попіл сигар, спаленийцукор і кісткивикопнихтварин – здавалося б, усі потенційні власники атомів ека-цезіюз'являлися перед об’єктивом спектроскопу, але приладзнову й зновузасмучував експериментаторів.
Однак увчених, що шукали ека-цезій, булоне тільки засмучення, але і радість, часто, щоправда, передчасні: деякіїх «відкриття», яскраво спалахнувши спочатку, при перевірці виявлялися помилковими і тому швидко «закривалися». Так, у <numconv6p0 sch=«1» val=«1926» w:st=«on»>1926 році в пресі з'явилося повідомлення англійських хіміків Дж. Дрюсаі Ф. Лорингапро те, що вони нібито спостерігали лінії <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87-го елементуна рентгенограмах сульфату марганцю і дали йому назваалкаліній. Через трироки американський фізик Ф. Аллісонопублікував данісвоїх магнітооптичнихдосліджень, що дозволили йому, як він думав, знайти сліди шуканого елементув малопоширених мінералах лужних металів – самарскиті, поллуцитіі лепідоліті. На честь свого рідного штату вчений пропонував назвати <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87-й віргінієм. У <numconv6p0 sch=«1» val=«1931» w:st=«on»>1931 році його співвітчизникам Дж. Пепішуі Е. Вайнеруначебто б удалося спектроскопічним методом підтвердити наявність ліній віргініюв самарскіті, але незабаром з'ясувалося, що причиною появи незнайомих ліній був дефект кальцитового кристалу, встановленогов спектроскопі, яким користувалися вчені.
У <numconv6p0 sch=«1» val=«1937» w:st=«on»>1937 році румунський хімік Г. Хулубейзаявив, що ека-цезійзнайдений їму поллуциті, і запропонував іменувати новий елемент молдавієм. Але ні алкалінію, ні віргінію, ні молдавію не довелосьзайнятивакантну клітинку в лівому нижньому кутіперіодичної таблиці.
Продовжували пошуки і прихильники радіоактивного напрямку. Ще в <numconv6p0 sch=«1» val=«1925» w:st=«on»>1925 році одеський хімік Д. Добросердоввисловив на сторінках «Українського хімічного журналу» розумінняпро фізичні і хімічні властивості ека-цезію, підкресливши, зокрема, що він «неодмінно повиннийбути доситьрадіоактивним елементом». Але вчений при цьому помилково припустив, що радіоактивність калію і рубідію обумовлена домішками <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87-го елементу, який він пропонувавназвати руссієм, якщо честь відкриття випаде на долювчених-росіян.
Роком пізніше цікаві результати удалося одержативідомимрадіохімікамО. Гану (Німеччина) і Д. Хевеши(Угорщина). Ретельне дослідження радіоактивних рядів деяких ізотопів актинію показало, що при альфа-розпаді одногоз нихутворюється ізотоп ека-цезію, щоправда, з кожного мільйона атомів вихідної речовини можна одержатилише кілька атомів <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87-го елементу.
Така була ситуація в науці до <numconv6p0 sch=«1» val=«1938» w:st=«on»>1938 року, колив пошуки ека-цезіювключилася МаргаретПере– співробітниця паризького Інституту радію, учениця Марії Склодовської-Кюрі. Насамперед Перевирішила повторити вже на той час давні експерименти Мейера, Гессаі Панета. Недарма кажуть, що часто в науці «нове– це добре забуте старе». Підтвердженням цього може служити історія відкриття елементу№ <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87.
Проробивши досліди, Пере, подібно своїм попередникам, знайшла присутність тих же альфа-частинок. Необхідно було довести, що їх джерелом єне домішки протактинію, а актиній. Провівши воістину ювелірне очищенняактинію від усіх можливих домішок і «дочірніх продуктів» (тобто продуктів його радіоактивного розпаду), а потім досліджувавши отриманий найчистіший препарат актинію, Перез'ясувала, що ізотоп цього елементу змасовим числом <numconv6p0 sch=«1» val=«227» w:st=«on»>227 має «радіоактивну вилку», або, інакше кажучи, здатнийрозпадатися по двох напрямках– з випромінюванням бета- і альфа-частинок. Правда, «зуби» уцієї вилкивиявилися далеко не однаковими: лише в <numconv6p0 sch=«1» val=«12» w:st=«on»>12 випадках з тисячі ядра актинію випускали альфа-частинки, у всіх же інших випадках вони випромінювали бета-частинки (тобто електрони), перетворюючи в ядра ізотопу торію. Ну, а що ж відбувалосяпри альфа-випромінюванні?
Розрахунок показував, що, викинувши альфа-частинку (тобто ядро гелію), ядро ізотопу актинію «худло» рівно настільки, щоб стати не чиміншим, як ядром ізотопу <numconv6p0 sch=«1» val=«87» w:st=«on»>87-го елементу. Дійсно, у результаті досвідів з'являвся продукт розпаду актинію звластивостями важкого лужного радіоактивного металу. Це і був ніколи раніше не зафіксованийу природі довгоочікуваний ека-цезій, точніше, його ізотоп з масовим числом <numconv6p0 sch=«1» val=«223» w:st=«on»>223. Так у <numconv6p0 sch=«1» val=«1939» w:st=«on»>1939 році був відкритий одиніз останніх доурановихелементів. На честь своєї батьківщини Переназвала його францієм.
продолжение
--PAGE_BREAK--