鍅（；中國大陸、港澳译为{{zy|-{zh-hans:钫;zh-hant:鈁;}-|fānɡ|ㄈㄤ|fong1}}，台灣译为{{zy|-{鍅}-|fǎ|ㄈㄚˇ|faat3}}），是一種化學元素，其化學符號为**'，原子序數为87。鍅是一種放射性極高的金屬，半衰期很短，是前105種化學元素中穩定性最低的，比許多超鈾元素都要不穩定，其同位素會快速衰變成砈、鐳或氡。它最長壽的同位素——鍅-223的半衰期僅22分鐘。鍅的電負度是所有元素第二低的，僅次於其上方的銫。鍅的電子組態為[Rn] 7s1，因此該元素被歸類為鹼金屬。
塊體的鍅金屬從未被觀察到。根據元素週期表的同族元素特性規律，當足量的鍅聚集在一起形成固體或液體時（因鍅熔點低，室溫時可能為液態），會是高活性的金屬。獲取大量的鍅幾乎是不可能的，因為鍅的半衰期短，放射性強，其衰變放出的熱會立即使鍅汽化成蒸氣。
1939年，法國物理學家瑪格麗特·佩里在法國（鍅的名字由此而來）從227Ac的衰變產物中發現了鍅元素。鍅是最後一個從自然界中發現，而非經由人工合成發現的元素。鍅在實驗室以外極為罕見，它會痕量出現在鈾礦中，不斷地形成與衰變，地殼中只有約20至30克的鍅同時存在，在天然元素中的含量僅高於砈。除了鍅-223和221以外，其他同位素都是在實驗室中人工製得。在實驗室中產生最大量的鍅元素為超過300,000個鍅原子的團簇。鈁的穩定性甚至比原子序106（𨭎）以下的所有人工合成元素都要低。
鈁是一種鹼金屬，化學屬性與銫相近，它在所有元素中有最高的。钫的熔点预测在左右銫的電負性之後被修正為0.79，但因數據不足，不能同樣地修正鈁的電負性數字。正如相对论效应所预测的那样，鈁的電離能（392.811(4) kJ/mol）比銫（375.7041(2) kJ/mol）稍高，这意味着铯是两者中电负性较小的。钫的电子亲和能应该也比铯高，Fr−离子也会比Cs−离子更易极化。不像其它已知的异核双原子分子，CsFr分子的负电荷预计在钫的部分。超氧化钫（FrO2）比较轻的碱金属超氧化物有更显著的共价性，这归因于钫中的6p电子更多地参与到钫-氧键合。幾乎所有鈁鹽都可溶於水。
歷史
1870年，化學家就開始猜想銫以下存在著一種尚未發現的鹼金屬，原子序為87。多個研究團隊嘗試發現並分離出這種新元素，在真正發現之前，至少出現了4次錯誤發現。
錯誤或不完整的發現
蘇聯化學家D. K.多布羅謝爾多夫（Dobroserdov）是第一位聲稱發現了鈁的科學家。1925年，他在一個鉀樣本中觀察到弱放射性，錯誤地認為這是87號元素所造成的。實際上放射性來自自然產生的鉀-40。他而後發佈了一篇有關預測87號元素的屬性的論文，當中將其以他的國家俄羅斯（Russia）命名為Russium。不久後，多布羅謝爾多夫開始專注於他在敖德薩理工學院的教學工作，而並沒有繼續研究這一元素。然而在1934年，伯克利加州大學的H. G.麥佛森（H. G. MacPherson）證明艾利森的儀器是無效的，並且推翻了他的發現。
1936年，羅馬尼亞物理學家與法國物理學家也研究了銫榴石，使用的是高解析度X-光儀器。錒-227的衰變能量應該是220 keV，但佩里卻觀察到衰變能量低於80 keV的粒子。她認為這些異常的衰變活動源自尚未發現的一種衰變產物。這種產物在純化過程中已經被分離出去，所以是在純錒-227樣本中自然產生的。經過一系列測試之後，她消除了這種未知同位素是釷、鐳、鉛、鉍和鉈的可能性。該產物具有鹼金屬的屬性（比如可以和銫鹽共沉澱等），佩里因此判斷這就是錒-227經α衰變所產生的87號元素。鈁是1925年錸被發現後，最後一個在自然界中發現的元素。
同位素
鈁共有34個同位素，質量數從199到232不等，另有7種亞穩態同核異構體
鈁-223是最長壽的鈁同位素，半衰期為21.8分鐘。鈁-223會再β衰變為鐳-223（衰變能量為1149 keV），另有0.006%的α衰變路徑，產物為砹-219（衰變能量為5.4 MeV）。鈁-223在出現於自然衰變鏈之前原本被稱為actinium K。
鈁-221的半衰期為4.8分鐘。
基態最不穩定的同位素是鈁-215，半衰期只有0.12微秒。它會α衰變為砹-211，能量為9.54 MeV。
合成
钫可以通过金-197目标在直线加速器里被氧-18束轰击而成。这个过程最初于1995年由石溪大学物理系开发。视氧束的能量，這一過程可以產生鈁-209、210和211。
:197Au + 18O → 209Fr + 6 n
:197Au + 18O → 210Fr + 5 n
:197Au + 18O → 211Fr + 4 n
核反应产生的钫会以离子形式离开金目标，靜電透鏡再把鈁離子引導至一個釔金屬片的表面，使鈁離子變回中性原子，鬆散氣體狀態的中性钫原子再由磁光阱分離出來。原子在磁光阱中只會停留20秒左右，之後逃脫或衰變，但新的原子會不斷替代這些失去了的原子。这使得这些钫原子处于稳态，在长时间内包含相当恒定数量的原子。对捕获的原子发射和吸收的光的测量提供了关于钫原子能级之间各种跃迁的第一个实验结果。初始测量显示实验值和基于量子理论的计算之间非常吻合。2012年的钫研究项目通过这种方法产生了超过106个钫原子，其中有大量的209Fr还有少量的207Fr和221Fr。
鈁的其他合成方法有用中子撞擊鐳，或以質子、氘原子核或氦離子撞擊釷。
223Fr可以从其母同位素227Ac分离。通过NH4Cl–CrO3阳离子交换剂，可以从含锕物质中得到钫，这些钫可以通过其溶液通过含有硫酸钡载体的二氧化硅纯化。
1996年，石溪大学小组在他们的磁光阱中捕获了3000个钫原子，这足以让摄像机捕捉原子发出的荧光。
應用
鈁由於極為罕見、穩定性低，因此目前還沒有商業應用。和原子結構等領域的研究中起到了作用。科學家曾提出用鈁來診斷各種癌症，對鈁-210離子在激光捕捉下所發出的光譜的研究指出，鈁的實際原子能級符合量子理論的預測。
備註
參考資料
外部連結
- [https://web.archive.org/web/19981203125538/http://fr.physics.sunysb.edu/francium_news/frconten.htm Stony Brook University Physics Dept.]
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