फ्रैनशियम

Francium, ₈₇Fr

Francium
उच्चारण	/ˈfrænsiəm/ ​(FRAN-see-əm)
जन अंक	[223]
Francium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Cs ↑ Fr ↓ (Uue) radon ← francium → radium
Atomic number (Z)	87
समूह	group 1: hydrogen and alkali metals
अवधि	period 7
ब्लॉक	s-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास	[Rn] 7s1
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
भौतिक गुण
Phase at STP	solid
गलनांक	300 K ​(27 °C, ​81 °F)
क्वथनांक	950 K ​(677 °C, ​1251 °F)
Density (near r.t.)	2.48 g/cm3 (estimated)
Vapor pressure (extrapolated) P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 404 454 519 608 738 946
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य	+1 (a strongly basic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटी	Pauling scale: >0.79
Ionization energies	1st: 393 kJ/mol
सहसंयोजक त्रिज्या	260 pm (extrapolated)
[वैन डेर वाल्स रेडियस]]	348 pm (extrapolated)
अन्य गुण
प्राकृतिक घटना	from decay
क्रिस्टल की संरचना	​body-centered cubic (bcc) File:Cubic-body-centered.svg (extrapolated)
ऊष्मीय चालकता	15 W/(m⋅K) (extrapolated)
विद्युत प्रतिरोधकता	3 µΩ⋅m (calculated)
चुंबकीय आदेश	Paramagnetic
CAS नंबर	7440-73-5
History
नामी	after France, homeland of the discoverer
खोज और पहला अलगाव	Marguerite Perey (1939)
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct

फ्रांसियम एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक (रसायन विज्ञान) Fr और परमाणु संख्या 87 है। यह रेडियोधर्मी तत्व है; इसका सबसे स्थिर समस्थानिक फ्रैंशियम-223 का आधा जीवन केवल 22 मिनट का होता है। जो मूल रूप से एक्टिनियम के नाम से जाना जाता है जो प्राकृतिक क्षय श्रृंखला के रूप में दिखाई देता है। यह दूसरा सबसे अधिक विद्युत घनात्मक तत्व के रूप में है, और इस प्रकार केवल सीज़ियम के पीछे, और प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्व एस्टाटिन के बाद रासायनिक तत्वों की प्रचुरता के रूप में है। फ्रैन्शियम के समस्थानिक जल्दी से एस्टैटिन, रेडियम और रेडॉन में क्षय हो जाते हैं। फ्रांसियम परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना [Rn] 7s¹ के रूप में होती है और इस तत्व को क्षार धातु के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

बल्क फ्रेंशियम कभी नहीं देखा गया है। इसकी आवर्त सारणी के कॉलम में अन्य तत्वों की सामान्य उपस्थिति के कारण यह मान लिया गया है कि यदि पर्याप्त मात्रा में ठोस या तरल के रूप में देखा जा सके और इस प्रकार एक साथ एकत्र किया जा सकता है, तो फ्रैंशियम अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातु के रूप में दिखाई देता है। इस तरह के नमूने को प्राप्त करना बहुत असंभव है क्योंकि इसके छोटे आधे जीवन के परिणामस्वरूप निकलने वाली सड़न की चरम गर्मी के कारण तत्व के एक दर्शनीय मात्रा का वाष्पीकृत कर देती है।

फ्रांसियम की खोज मारगुएराइट पेरे ने की थी 1939 में फ्रांस में इस तत्व को अपना नाम मिला था। इसकी खोज से पहले, आवर्त सारणी में सीज़ियम के नीचे इसके अनुमानित अस्तित्व के कारण फ्रेंशियम को मेंडेलीव के अनुमानित तत्वों-सीज़ियम या एकैसियम के रूप में संदर्भित किया गया था। यह संश्लेषण के अतिरिक्त प्रकृति में पहली बार खोजा गया अंतिम तत्व के रूप में था। और इस प्रकार प्रयोगशाला के बाहर फ्रांसियम अत्यंत दुर्लभ रूप में होता है और इसमें यूरेनियम अयस्कों में पाये जाने वाले ट्रेस की मात्रा होती है, जहां समस्थानिक फ्रेंशियम-223 यूरेनियम-235 के समूह के रूप में लगातार बनता और क्षय होता है। पृथ्वी की क्रस्ट में किसी भी समय 200–500 ग्राम जितना कम उपस्थित होता है; जबकि फ्रांसियम-223 और फ्रांसियम-221 को छोड़कर इसके अन्य समस्थानिक पूरी तरह से सिंथेटिक रूप में होते है। प्रयोगशाला में उत्पादित सबसे बड़ी मात्रा 300,000 से अधिक परमाणुओं का समूह था।

विशेषताएं

फ्रांसियम प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्वों में सबसे अस्थिर तत्वों में से एक होता है, इसका सबसे लंबे समय तक रहने वाला समस्थानिक फ्रेंशियम-223, का आधा जीवन केवल 22 मिनट का होता है। एकमात्र तुलनीय तत्व एस्टैटिन के रूप में होता है, जिसका सबसे स्थिर प्राकृतिक समस्थानिक एस्टैटिन-219, फ्रेंशियम-223 की अल्फा डॉटर का आधा जीवन 56 सेकंड का होता है। चूंकि सिंथेटिक एस्टैटिन-210 लंबे समय से 8.1 घंटे तक रहता है। और इस प्रकार फ्रांसियम के सभी समस्थानिकों का क्षय एस्टैटिन रेडियम या रेडॉन के रूप में होता है। फ्रांसियम-223 में प्रत्येक सिंथेटिक तत्व के सबसे लंबे समय तक रहने वाले समस्थानिक की तुलना में आधा जीवन कम होता है और इसमें तत्व 105, डूबिनियम के रूप में सम्मलित होता है।

फ्रांसियम एक क्षार धातु है जिसके रासायनिक गुण ज्यादातर सीज़ियम के समान होते हैं।एकल रासायनिक संयोजन इलेक्ट्रॉन वाला एक भारी तत्व, इसका किसी भी तत्व का उच्चतम समतुल्य भार है।लिक्विड फ़्रैन्शियम—यदि बनाया जाता है—उसके गलनांक पर 0.05092 न्यूटन (यूनिट)/m का सतही तनाव होना चाहिए। फ्रांसियम गलनांक के आस-पास होने का अनुमान लगाया गया था 8.0 °C (46.4 °F);का एक मूल्य 27 °C (81 °F) का भी अधिकांशतः सामना होता है।तत्व की अत्यधिक दुर्लभता और रेडियोधर्मिता के कारण गलनांक अनिश्चित है; दिमित्री मेंडेलीव की पद्धति पर आधारित एक अलग एक्सट्रपलेशन ने दिया 20 ± 1.5 °C (68.0 ± 2.7 °F). का अनुमानित क्वथनांक 620 °C (1,148 °F) भी अनिश्चित है; अनुमान 598 °C (1,108 °F) और 677 °C (1,251 °F), साथ ही मेंडेलीव की विधि से एक्सट्रपलेशन 640 °C (1,184 °F) का भी सुझाव दिया है।फ्रांसियम का घनत्व लगभग 2.48 ग्राम/सेमी होने की उम्मीद है³ (मेंडेलीव की विधि 2.4 g/cm एक्सट्रपलेशन करती है³).

लिनस पॉलिंग ने पॉलिंग स्केल पर 0.7 पर फ्रैंशियम की वैद्युतीयऋणात्मकता का अनुमान लगाया, सीज़ियम के समान; तब से सीज़ियम के मूल्य को 0.79 तक परिष्कृत किया गया है, लेकिन फ्रांसियम के मूल्य के शोधन की अनुमति देने के लिए कोई प्रायोगिक डेटा नहीं है। फ्रांसियम में सीज़ियम की तुलना में थोड़ी अधिक आयनीकरण ऊर्जा होती है, सीज़ियम के लिए 375.7041(2) kJ/mol के विपरीत 392.811(4) kJ/mol, जैसा कि आपेक्षिकीय क्वांटम रसायन विज्ञान से अपेक्षित होगा, और इसका अर्थ यह होगा कि सीज़ियम दोनों में कम विद्युतीय है। फ्रांसियम में सीज़ियम और फ्र की तुलना में उच्च इलेक्ट्रॉन संबंध भी होना चाहिए⁻ आयन को Cs से अधिक ध्रुवीकरण होना चाहिए^{-</सुप> आयन।}

यौगिक

फ्रेंशियम के अत्यधिक अस्थिर होने के कारण इसके लवणों का ज्ञान बहुत कम मात्रा में ही हो पाता है। सीज़ियम पर्क्लोरेट जैसे कई सीज़ियम नमक (रसायन विज्ञान) के साथ फ़्रैंचियम कोप्रेजर्वेशन, जिसके परिणामस्वरूप थोड़ी मात्रा में फ्रैंशियम परक्लोरेट होता है। लॉरेंस ई. ग्लेंडेनिन और सी. एम. नेल्सन की रेडियोकैशियम सहअवक्षेपण विधि को अपनाकर, इस सहअवक्षेपण का उपयोग फ्रेंशियम को अलग करने के लिए किया जा सकता है। यह आयोडेट, picrate , टारट्रेट (रूबिडीयाम टार्ट्रेट भी), क्लोरोप्लाटिनेट और silicotungstate सहित कई अन्य सीज़ियम लवणों के साथ अतिरिक्त रूप से मैथुन करेगा। यह एक वाहक (रसायन विज्ञान) के रूप में एक अन्य क्षार धातु के बिना, सिलिकोटंगस्टिक एसिड के साथ, और परक्लोरिक तेजाब के साथ भी मिल जाता है, जो पृथक्करण के अन्य तरीकों की ओर जाता है।

फ्रांसियम परक्लोरेट

फ्रेंशियम क्लोराइड और सोडियम पर्क्लोरेट की प्रतिक्रिया से फ्रांसियम परक्लोरेट का उत्पादन होता है। सीज़ियम पर्क्लोरेट के साथ फ्रैनशियम परक्लोरेट सह अवक्षेपण।लॉरेंस ई. ग्लेंडेनिन और सी. एम. नेल्सन की रेडियोकैशियम सहअवक्षेपण विधि को अपनाकर, इस सहअवक्षेपण का उपयोग फ्रेंशियम को अलग करने के लिए किया जा सकता है। चूंकि , थालियम को अलग करने में यह विधि अविश्वसनीय है, जो सीज़ियम के साथ सह-अवक्षेपण भी करती है।फ्रांसियम परक्लोरेट की एन्ट्रापी 42.7 एन्ट्रॉपी यूनिट|e.u होने की उम्मीद है(178.7 जे मोल^{-1</सुप> के-1).}

फ्रांसियम हलाइड्स

फ्रैन्शियम हलाइड्स सभी पानी में घुलनशील हैं और सफेद ठोस होने की उम्मीद है। उनसे संबंधित हलोजन की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, फ्रेंशियम क्लोराइड फ्रांसियम और क्लोरीन की प्रतिक्रिया से निर्मित होगा। यौगिक के उच्च वाष्प दबाव का उपयोग करके फ्रांसियम क्लोराइड को अन्य तत्वों से अलग करने के मार्ग के रूप में अध्ययन किया गया है, चूंकि फ्रांसियम फ्लोराइड में उच्च वाष्प दबाव होगा।

अन्य यौगिक

फ्रांसियम नाइट्रेट, सल्फेट, हाइड्रॉक्साइड, कार्बोनेट, एसीटेट और ऑक्सालेट, सभी पानी में घुलनशील हैं, जबकि आयोडेट, पिक्रेट, टार्ट्रेट, क्लोरोप्लाविश्वास करना िक एसिड और सिलिकोटंगस्टेट अघुलनशील हैं। इन यौगिकों की अघुलनशीलता का उपयोग अन्य रेडियोधर्मी उत्पादों, जैसे zirconium, नाइओबियम, मोलिब्डेनम, टिन, सुरमा , उपरोक्त अनुभाग में उल्लिखित विधि से फ्रैंशियम निकालने के लिए किया जाता है।CsFr अणु के बारे में भविष्यवाणी की गई है कि सभी ज्ञात हेटेरोडायटोमिक क्षार धातु अणुओं के विपरीत, द्विध्रुव के ऋणात्मक सिरे पर फ्रैंशियम है। फ्रांसियम सुपरऑक्साइड (FrO₂) इसके लाइटर कोजेनर (रसायन विज्ञान) की तुलना में अधिक सहसंयोजक चरित्र होने की उम्मीद है; इसका श्रेय फ्रेंशियम में 6p इलेक्ट्रॉनों को दिया जाता है, जो फ्रेंशियम-ऑक्सीजन बंधन में अधिक सम्मलित होते हैं।6p की सापेक्ष अस्थिरता_3/2 स्पिनर +1 से अधिक संभव ऑक्सीकरण अवस्थाओं में फ्रैनशियम यौगिक बना सकता है, जैसे कि [Fr^वीएफ₆]^-; लेकिन प्रायोगिक रूप से इसकी पुष्टि नहीं हुई है। फ्रेंशियम के ज्ञात एकमात्र दोहरे नमक का सूत्र Fr है₉के साथ₂I₉.

समस्थानिक

Main article: Isotopes of francium

199 से 232 तक परमाणु द्रव्यमान में फ्रैंशियम के 34 ज्ञात समस्थानिक हैं। फ्रांसियम में सात metastability परमाणु आइसोमर्स हैं।फ्रैंशियम-223 और फ्रैंशियम-221 ही एकमात्र समस्थानिक हैं जो प्रकृति में पाए जाते हैं, जिनमें पूर्व कहीं अधिक सामान्य है। फ्रांसियम-223 सबसे स्थिर समस्थानिक है, जिसका आधा जीवन 21.8 मिनट है,और यह अत्यधिक संभावना नहीं है कि लंबे समय तक आधे जीवन वाले फ्रैनशियम का एक समस्थानिक कभी खोजा या संश्लेषित किया जाएगा।फ्रांसियम-223 जंगी-227 की बेटी समस्थानिक के रूप में यूरेनियम-235 क्षय श्रृंखला का पांचवां उत्पाद है;