Франций (Fr) в таблице Менделеева: период, группа, масса

Теория:

Франций (Fr) в периодической системе: 7‑й период, 1‑я группа (по устаревшей классификации — IА), атомная масса [223] а.е.м.

Занимает положение в 7‑м периоде, что определяет его статус самого тяжелого и химически активного щелочного металла среди элементов главной подгруппы I группы.

Будучи химическим гомологом (аналогом) цезия, он проявляет свойства типичного металла с крайне низкой энергией ионизации.

Его поведение продиктовано наличием единственного валентного электрона на удаленной 7s-орбитали.

А его нахождение в 1‑й группе (ранее — главная подгруппа I группы) задает его ключевые параметры:

Постоянную валентность I.
Единственную возможную степень окисления +1, что характерно для всех щелочных металлов.

Структура атома подтверждается его электронной формулой (конфигурацией):

[Rn] 7s¹.

На которой наглядно можно определить его положение как завершающего представителя s-блока, находящегося под цезием и открывающего 7-й период.

Франций в таблице Менделеева можно определить на основании закона периодичности: положение в группе и периоде, а также порядкового номера / атомный номер (Z = 87).

Содержание страницы

Как определить положение Франция в Таблице Менделеева

Локация франция в таблице описывается характеристиками его нестабильного радиоактивного ядра — его «химическим аттестатом» (паспортом):

Порядковый номер (атомный номер).
Наименование (название) элемента.
Группа (вертикальный ряд щелочных металлов).
Период (горизонтальный ряд).
Электронное семейство (франций — s‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 87)

Служит уникальным кодом элемента в ряду естественных радиоактивных металлов.
В ядре — 87 протонов; в нейтральной оболочке — 87 электронов.
Электронное строение: [Rn] 7s¹.

Важно: Наличие 1 электрона на внешнем 7s-подуровне делает его самым электроположительным элементом (согласно теоретическим расчетам, хотя релятивистские эффекты вносят свои коррективы).

Название и символ

Название: «франций» (назван Маргаритой Перей в честь её родины — Франции).
Символ: Fr.
Примечание: Это последний элемент, обнаруженный в природе (в составе урановых руд), а не синтезированный искусственно в ускорителе.

Чтобы определить франций, можно воспользоваться его полной электронной формулой (краткая [Rn] 7s¹) и сложить показатели степени — их сумма будет равна 87.

Группа (1 / I A)

Расположен в 1‑й группе; по классической классификации — главная подгруппа I группы (подгруппа лития).

Химический потенциал:

Валентность франция: постоянная валентность I.
Степень окисления: всегда +1 (за исключением крайне редких условий).
Реакционная способность: обладает колоссальной скоростью взаимодействия с водой и кислородом.

Период (7‑й)

Находится в 7‑м периоде — его электроны распределены по семи энергетическим уровням.

Влияние на свойства:

Максимальный радиус: Имеет один из самых больших атомных радиусов в таблице, что облегчает отдачу валентного электрона.
Релятивистский вклад: Из-за огромного заряда ядра валентный 7s-электрон движется настолько быстро, что его масса возрастает, что делает франций чуть менее активным, чем предсказывает простая экстраполяция.

Все значения элементов в полной сводной таблице параметров химических элементов (Z, Ar, Группа, Период).

Относительная атомная масса (Ar)

Ar(Fr) ≈ [223] а.е.м. (для изотопа ²²³Fr).
Определение: средняя масса наиболее стабильного природного изотопа.
Стабильность: Франций чрезвычайно нестабилен. Самый долгоживущий изотоп ²²³Fr имеет период полураспада всего 22 минуты.

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

s‑Элемент (электронное семейство)

Застраивающимся является внешний s‑подуровень (7s¹).

Специфика блока: Это типичный s-металл. Его свойства полностью определяются единственным электроном, который слабо связан с ядром из-за сильного экранирования внутренними слоями.

Определение энергетических уровней Франция по Таблице Менделеева

Положение Франция (Fr) в системе Менделеева — это готовый «паспорт» его внутреннего устройства.

1. 7-й период (Количество этажей)

Франций находится в седьмой строке таблицы. Номер периода совпадает с количеством электронных слоев.

Итог: У Франция 7 энергетических уровней.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Франция — 87. Его 87 электронов распределены по уровням следующим образом:

Fr ) 2 ) 8 ) 18 ) 32 ) 18 ) 8 ) 1

Для сравнения: У соседа сверху, Цезия (55), на два электронных слоя меньше, но структура внешних оболочек (…8, 1) идентична.

3. 1-я группа (Химический характер)

Франций стоит в одной колонке с Литием, Натрием и Калием.

s-элемент: Его металлическая природа выражена максимально ярко.
Место в блоке: Он является самым тяжелым щелочным металлом, что делает его «королем» восстановителей в химии.

Для полноценного понимания атомного строения, физических свойств и применения, переходите к нашей главной статье: франций химический элемент.

Проверка знаний: Как определить франций по таблице Менделеева

Выберите три верных тезиса, которые однозначно характеризуют Франций (Fr) в структуре таблицы.

1) Порядковый номер элемента — 87.

2) Является s-элементом 1-й группы и 7-го периода.

3) Относится к семейству щелочных металлов.

4) Используется для изготовления прочных строительных балок.

5) В чистом виде находится в атмосфере в виде газа.

6) Имеет стабильные изотопы, живущие миллионы лет.

Показать верные ответы и пояснения

Правильные ответы: 1, 2, 3

1) Номер 87. Точное место Франция в атомном ряду.
2) s-элемент 7-го периода. Характеристика его электронной структуры и положения.
3) Щелочной металл. Это определяет его химическое поведение и сходство с цезием.
4) Ошибка. Франций слишком радиоактивен и редок для строительства.
5) Ошибка. Это типичный металл, а не газ.
6) Ошибка. Все изотопы франция распадаются очень быстро (максимум 22 минуты).

Часто задаваемые вопросы:

Где находится Франций в таблице Менделеева?

Он расположен в 1-й группе (щелочные металлы) и 7-м периоде. Атомный номер — 87.

Сколько энергетических уровней?

Поскольку франций находится в 7-м периоде, у него 7 энергетических уровней. Электронная схема: 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1.

Какой самый стабильный изотоп?

Наиболее стабильным является изотоп франций-223, но даже его период полураспада составляет всего около 22 минут.