แฟรนเซียม ศึกษาและอธิบายเกี่ยวแฟรนเซียมธาตุในหมู่โลหะแอลคาไล

แฟรนเซียม ก่อนหน้านี้ กำแพงสะสมตารางธาตุที่บ้านที่บิลล์ เกตส์ อดีตบุคคลที่ร่ำรวยที่สุดในโลก แสดงให้ผู้คนเห็นกลายเป็นที่นิยมทางอินเทอร์เน็ต ใครจะคิดว่าการเสพติดการสะสมของคนรวยจะพิเศษได้ถึงเพียงนี้ แน่นอนว่าหลายคนคิดว่าการรวบรวมองค์ประกอบทางเคมีนั้นไม่ใช่เรื่องยาก แต่คนเหล่านี้ประเมินว่า พวกเขาพิจารณาเฉพาะราคาของธาตุทั่วไป แต่ไม่สนใจว่ามูลค่าของแต่ละธาตุในตารางธาตุนั้นแตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น ธาตุแฟรนเซียมที่เราจะพูดถึงในวันนี้ สามารถดำรงอยู่ได้เพียง 21.8 นาทีเท่านั้น แต่ 1 กรัมมีมูลค่า 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ดังนั้น ราคาของธาตุต่างๆ ในตารางธาตุคือเท่าไร พวกมันจะมีราคาแพงแค่ไหน ทุกคนน่าจะคุ้นเคยกับตารางธาตุ ท้ายที่สุด คนส่วนใหญ่เคยท่องสูตรสมัยเรียน และทุกวันนี้ก็ยังจำได้บ้าง ตั้งแต่ดมีตรี เมนเดเลเยฟสรุปตารางธาตุรุ่นแรกในปี 1869 ตารางนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

และจนถึงตอนนี้มี 118 ตารางธาตุ ธาตุทั้ง 118 ชนิดนี้จัดเรียงตามเลขอะตอม แถวแนวนอนเป็นของคาบ และคอลัมน์แนวตั้งคือกลุ่ม องค์ประกอบเหล่านี้ไม่เพียงแต่มีความแตกต่างอย่างชัดเจนในด้านคุณสมบัติเท่านั้น แต่ยังมีความแตกต่างที่ชัดเจนในด้านความอุดมสมบูรณ์ในเปลือกโลกอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ความอุดมสมบูรณ์ของไฮโดรเจน ออกซิเจน และซิลิคอนในเปลือกโลกมีสูงมาก

ในกรณีนี้ ราคาของพวกมันค่อนข้างต่ำ เช่น ไฮโดรเจน ประมาณ 1.39 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อกิโลกรัม แน่นอนว่ามีทั้งราคาถูกและมีราคาแพง ตามสถิติปี 2020 ธาตุที่ไม่ใช่สารสังเคราะห์ที่แพงที่สุดโดยมวล และปริมาตรคือโรเดียม ซึ่งมีเลขอะตอมเท่ากับ 45 และเป็นโลหะเฉื่อยที่มีคุณสมบัติแข็ง และทนทานต่อการกัดกร่อน เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่า นอกเหนือจากราคาที่สูงของธาตุธรรมชาติที่หายากบางชนิดแล้ว

ราคาของธาตุที่สังเคราะห์ขึ้นบางชนิดนั้นมีราคาสูงกว่ามาก เช่น แคลิฟอร์เนียม 98 ซึ่งเป็นธาตุเคมีสังเคราะห์กัมมันตภาพรังสี เนื่องจากการสังเคราะห์นั้นยากมาก ดังนั้น สมาคมพลังงานปรมาณูแห่งอเมริกาจึงได้ตั้งราคาไว้ที่ 1 ล้านดอลลาร์ต่อกรัม แม้ว่าจะมีราคาแพง แต่คุณก็สามารถรับชมได้สักระยะหนึ่งหลังจากที่คุณซื้อมา ท้ายที่สุด ครึ่งชีวิตนั้นค่อนข้างยาว แต่ถ้าธาตุที่ซื้อมาคือ แฟรนเซียม ก็ต้องขาดทุน เพราะครึ่งชีวิตของมันสั้นมาก อยู่ได้ประมาณ 21.8 นาทีเท่านั้น

และมันก็สลายไปก่อนที่ทุกคนจะมีเวลาศึกษาอย่างละเอียด แล้วแฟรนเซียมอยู่ในอันดับใดในตารางธาตุ ด้วยครึ่งชีวิตที่สั้นเช่นนี้ ผู้คนค้นพบมันได้อย่างไรก่อนที่มันจะสลายตัว สัญลักษณ์ทางเคมีของแฟรนเซียมคือ Fr และเลขอะตอมคือ 87 ผู้ที่คุ้นเคยกับตำแหน่งของธาตุกัมมันตภาพรังสีในตารางธาตุเคมี ควรคุ้นเคยกับแฟรนเซียม เนื่องจากธาตุที่กระจายก่อนและหลังเป็นกัมมันตภาพรังสีทั้งหมด

แฟรนเซียมไม่เพียงมีกัมมันตภาพรังสีสูงมาก แต่ยังมีครึ่งชีวิตสั้นที่สุดเพียง 21.8 นาที ด้วยเหตุนี้ แฟรนเซียมจึงเป็นที่รู้จักในฐานะองค์ประกอบทางเคมีที่มีความเสถียรน้อยที่สุดในบรรดา 105 อันดับแรก ค้นพบในฝรั่งเศสในปี 1939 โดยนักฟิสิกส์ มาริโกต์ เพอร์รี่ ธาตุนี้เป็นธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เป็นชนิดสุดท้ายที่พบในธรรมชาติ เนื่องจากมีความชุกชุมน้อยมากจึงหายากมาก ในเวลานั้น มาริโกต์ เพอร์รี่ ทำให้ตัวอย่างของแอกทิเนียม-227 บริสุทธิ์

และพบว่ามีอนุภาคสลายตัวที่มีระดับพลังงานต่ำมาก หลังจากทำการเปรียบเทียบอย่างรอบคอบ เธอระบุว่าธาตุนี้ถูกสร้างขึ้นหลังจากการสลายตัวแบบแอลฟาของแอกทิเนียม-277 ซึ่งเป็นธาตุใหม่ทั้งหมด ข้อมูลระบุว่าแฟรนเซียม-223 เป็นผลมาจากการสลายตัวของแอกทิเนียม-227เอ ซึ่งพบได้ในแร่ยูเรเนียมและทอเรียมในปริมาณเล็กน้อย ในตัวอย่างยูเรเนียม มีการประเมินว่ามีแฟรนเซียมเพียงหนึ่งอะตอม

อะตอมของยูเรเนียม ประมาณว่า ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง มีแฟรนเซียมมากถึง 30 กรัมในเปลือกโลก จะเห็นได้ว่าผู้คนไม่ได้ค้นพบธาตุแฟรนเซียมในสภาพแวดล้อมปกติ แต่ค้นชนิดนี้ผ่านการทดลองโดยใช้ธาตุอื่นๆ จากข้อมูลระบุว่า มีแฟรนเซียม 34 ไอโซโทป และแฟรนเซียม-223 และแฟรนเซียม-221 เป็นไอโซโทปเดียวที่พบในธรรมชาติ ครึ่งชีวิตของไอโซโทปทั้ง 2 นี้มีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด

ตัวอย่างเช่น แฟรนเซียม-223 สามารถมีอายุมากกว่า 20 นาที แต่ครึ่งชีวิตของแฟรนเซียม-221 นั้นอยู่ได้ 4.8 นาทีเท่านั้น เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่า หลายคนรู้สึกว่ามันเป็นองค์ประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอยู่แล้ว และแม้จะมีครึ่งชีวิตสั้นราคาก็ไม่สูงนัก เหตุใดแฟรนเซียมจึงมีราคาแพง เมื่อเราแนะนำองค์ประกอบของแฟรนเซียมในบทความที่แล้ว เราได้พูดถึงว่า แม้ว่าแฟรนเซียมจะเป็นองค์ประกอบตามธรรมชาติ แต่ค่าครึ่งชีวิตของมันก็สั้นเกินไป

ดังนั้น เราจึงไม่พบแฟรนเซียมในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ หากคุณต้องการได้รับแฟรนเซียมในขั้นตอนนี้ คุณต้องใช้การสังเคราะห์เทียมด้วย นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าเมื่อเราตรวจสอบราคาที่เกี่ยวข้อง เราจะพบว่าแฟรนเซียมไม่มีราคาเลย เนื่องจากเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสีที่อันตราย จึงถูกกำหนดให้อยู่ในช่วงที่ไม่สามารถซื้อขายได้ ในราคา 1 พันล้านดอลลาร์จึงเป็นต้นทุนการผลิตจริงตอนนี้สามารถผลิตแฟรนเซียมได้โดยการทิ้งทอง-197 ด้วยออกซิเจน-18

ในเครื่องเร่งอนุภาคเชิงเส้น ซึ่งเป็นวิธีการที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยสโตนีบรูค ในปี 1995 เมื่อพวกเขาทำการทดลองที่เกี่ยวข้องกันครั้งแรก พวกเขาจับอะตอมของแฟรนเซียมได้นับพัน จำนวน 2-3 พันดูเหมือนมาก แต่จริงๆ แล้วมีน้อยเมื่อแปลงเป็นปริมาณ เนื่องจากตามข้อมูล ปริมาณสังเคราะห์นี้ไม่เพียงพอที่จะใช้ในการชั่งน้ำหนัก หลังจากนั้น นักวิจัยก็ปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง และในที่สุดก็สามารถจับแฟรนเซียมอะตอมได้มากกว่า 300,000 อะตอมในการทดลอง

นานาสาระ : เราเตอร์ คืออะไร และศึกษาเกี่ยวกับหลักการหน้าที่โครงสร้างของเราเตอร์