ફ્રાન્સિયમ

ફ્રાન્સિયમ : આવર્ત કોષ્ટકના IA સમૂહનું (આલ્કલી ધાતુસમૂહનું) ટૂંકું આયુષ્ય ધરાવનાર સૌથી ભારે વિકિરણધર્મી રાસાયણિક તત્વ. સંજ્ઞા Fr. પૃથ્વીના પોપડામાં તેનું પ્રમાણ માંડ 30 ગ્રા. જેટલું હોવાથી કુદરતી ફ્રાન્સિયમ(²²³F_r)ને જોઈ અને વજન કરી શકાય તેટલા જથ્થામાં અલગ કરવું અશક્ય છે. તેને માટે પ્રથમ એકા-સિઝિયમ નામ સૂચવાયેલું. તે વર્જિનિયમ નામે પણ ઓળખાતું.

1930 સુધી આવર્ત કોષ્ટકમાં યુરેનિયમથી આગળ પરમાણુક્રમાંક 43, 61, 85 અને 87 ધરાવતાં તત્વોનાં ખાનાં ખાલી હતાં. તેમને ન શોધાયેલાં એવાં ખૂટતાં તત્વો (missing elements)  તરીકે ઓળખાવવામાં આવ્યાં હતાં. 1930માં એલિસન અને તેમના સહકાર્યકરોએ પરમાણુક્રમાંક 87 ધરાવતા તત્વના અત્યંત અલ્પ અંશો પૉલ્યુસાઇટ, લેપિડોલાઇટ, પિચબ્લેન્ડ અને મૉનેઝાઇટ રેતીમાં તેમના ચુંબકપ્રકાશીય (magneto-optic) પરીક્ષણ દરમિયાન જોયા.

1939માં ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક માર્ગરેટ પેરીએ ઍક્ટિનિયમ-227ના અભ્યાસ દરમિયાન જોયું કે (4n + 1) –વિકિરણધર્મી શ્રેણીનું આ તત્વ (²²⁷Ac) β–ક્ષય (ઇલેક્ટ્રૉન ઉત્સર્જન) દ્વારા થોરિયમનો સમસ્થાનિક ²²⁷Th આપે છે પણ સાથે સાથે એક ટકા જેટલું તત્વ ∝– કણ ઉત્સર્જન દ્વારા ફ્રાન્સિયમના સમસ્થાનિક ²²³F_rમાં ફેરવાય છે.

અગાઉ આ તત્વ ઍક્ટિનિયમ–k તરીકે ઓળખાતું હતું.

પોતાના વતન પરથી માર્ગરેટે તેને ‘ફ્રાન્સિયમ’ નામ આપ્યું. ફ્રાન્સિયમનો આ સૌથી વધુ અર્ધઆયુ (half-life) ધરાવતો સમસ્થાનિક છે. ભારે તત્વોજ થોરિયમ અને યુરેનિયમ ઉપર 100 MeV કે તેથી વધુ ઊર્જાવાળાં પ્રોટૉન, ડ્યૂટેરૉન અથવા હિલિયમ આયનોનો મારો ચલાવીને પણ તે મેળવી શકાય છે. આ ઉપરાંત 203 અને 224 વચ્ચેનું દ્રવ્યમાન (masses) ધરાવતાં વિવિધ સમસ્થાનિકો પણ કૃત્રિમ રીતે બનાવવામાં આવ્યાં છે. ભારાંક (mass number) 215થી ઓછા દ્રવ્યમાનવાળા સમસ્થાનિકો બનાવવા માટે હલકાં લક્ષ્ય-તત્વ (target-element) ઉપર સાયક્લોટ્રૉન અથવા રૈખિક પ્રવેગકો(linear accelerators)માંથી મળતા પ્રવેગિત કાર્બન, નાઇટ્રૉજન કે નિયૉન જેવાં આયનોનો મારો ચલાવવામાં આવે છે; દા.ત., Pb + B, Tl + C, Au + O વગેરે. આવે વખતે નાભિકીય સંગલન (nuclear fusion) દ્વારા મુખ્યત્વે ફ્રાન્સિયમમાં સમસ્થાનિકો મળે છે. ફ્રાન્સિયમનાં બધાં જ (22) સમસ્થાનિકો વિકિરણધર્મી છે. તે પૈકી ²⁰³F_rનું અર્ધઆયુ 0.7 સેકંડ, ²¹²F_rનું 19 મિનિટ, ²²²F_rનું 15 મિનિટ, જ્યારે ²²³F_rનું 21 મિનિટ છે.

અલ્પપ્રમાણમાં મળતું હોવાથી તેનો રાસાયણિક ર્દષ્ટિએ અભ્યાસ કરવા માટે સૂક્ષ્મમાત્રિક (trace) જથ્થાના અભ્યાસ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તે તત્વનું સ્થાન આવર્ત કોષ્ટકમાં સિઝિયમની નીચે છે અને તેના ગુણધર્મો પણ આ તત્વને મળતા આવે છે.

ફ્રાન્સિયમના બધા ક્ષારો જળદ્રાવ્ય છે. આથી જલીય દ્રાવણમાંથી જ્યારે અન્ય તત્ત્વોને તેમના અદ્રાવ્ય હાઇડ્રૉક્સાઇડ, ફ્લોરાઇડ, સલ્ફાઇડ કે ક્રોમેટ તરીકે અવક્ષિપ્ત કરવામાં આવે છે ત્યારે ફ્રાન્સિયમ દ્રાવણમાં રહે છે. ઍક્ટિનિયમ અને અન્ય વિકિરણધર્મી પદાર્થોને અદ્રાવ્ય માર્જક (scavenger) અવક્ષેપની શ્રેણી રૂપે દૂર કરવાથી ફ્રાન્સિયમનું વિકિરણ રાસાયણિક (radiochemical) શુદ્ધીકરણ કરી

શકાય છે. નીતર્યા દ્રાવણમાંથી પરક્લૉરેટ, ક્લૉરોપ્લેટિનેટ અથવા સિલિકોટંગસ્ટેટ સાથે સિઝિયમ વાહકો (carriers) દ્વારા ફ્રાન્સિયમનું સહઅવક્ષેપન એ અલ્પમાત્રામાં ફ્રાન્સિયમ મેળવવાની ઉપયોગી પદ્ધતિ છે. પૉલિસ્ટાયરીન – ડાઇવિનાઇલબેન્ઝિન અને ફિનૉલ ફૉર્માલ્ડિહાઇડ પ્રકારના સલ્ફોનિક ઍસિડ કૅટાયન વિનિમયકો દ્વારા પણ ફ્રાન્સિયમને અલગ કરી શકાય છે. તેના કેટલાક ભૌતિક ગુણધર્મો નીચે પ્રમાણે છે :

પરમાણુઅંક	87
પરમાણુભાર (સૌથી વધુ સ્થાયી સમસ્થાનિકનો)	223
ઇલેક્ટ્રૉન સંરચના	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 અથવા [Rn] 7s´
સંયોજકતા	1
ગ.બિં. (° સે.)	27 ± 1
ઉ.બિં. (° સે.)	677 ± 1
સાપેક્ષ ઘનતા	2.4

જલીય દ્રાવણમાં તે મોટા એક-વીજભારવાળા આયન તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સંકીર્ણ સંયોજન બનાવવાની તેની વૃત્તિ ઓછી છે. ફ્રાન્સિયમનાં સાદાં લવણો કેટલાક-સો અંશ સેલ્સિયસ તાપમાને બાષ્પશીલ છે.

ચિત્રા સુરેન્દ્ર દેસાઈ