Francium

Le francium est l’élément 87 (Fr), situé en période 7, groupe 1 et dans le bloc s. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Rn] 7s1.

Numéro atomique87

Poids atomique standardAucun poids atomique standard

Groupe1

Période7

Blocs

Configuration électronique[Rn] 7s1

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La configuration externe se termine par s¹. La perte de cet électron de valence conduit à un ion +1 dont les couches internes sont complètes : l’état d’oxydation +1 domine donc la chimie de cet élément.

Tous les métaux alcalins partagent ce schéma électronique. En descendant dans le groupe, l’électron externe est plus éloigné du noyau et devient en général plus facile à arracher, ce qui contribue à leur forte réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

La forme chimique dominante est le francium à l’état d’oxydation +1. Les halogénures ioniques, hydroxydes et sels oxygénés sont courants ; le métal libre est beaucoup plus rare dans la nature car il réagit facilement avec l’eau, l’oxygène et d’autres non-métaux.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. Le point de fusion est 300 K (26.9 °C). Le point d’ébullition est 923K (676,9 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le francium est un métal alcalin extrêmement rare et très radioactif, sans isotope stable. Les quantités existantes sont infimes et ses isotopes ont des vies courtes : il n’a donc aucun usage commercial pratique et reste surtout un objet de recherche.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

recherche scientifique

Le francium est produit, isolé ou mesuré surtout pour étudier la structure atomique, les noyaux et les tendances périodiques plutôt que pour un usage commercial massif.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le francium est en période 7 et dans le groupe 1. Dans le voisinage affiché, le radium est immédiatement à sa droite sur la même période ; le césium est juste au-dessus dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal alcalin

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 8 · 1

Masse volumique—

Point de fusion300 K (26.9 °C)

Point d’ébullition923K (676,9 °C)

Électronégativité de Pauling0,79

Première énergie d’ionisation393kJ/mol

Affinité électronique46,89 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du francium est associée à Marguerite Perey. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le francium n’a pas de poids atomique standard. Il n’existe pas de composition isotopique terrestre caractéristique permettant de définir une moyenne pondérée stable.

Le francium ne possède aucun isotope stable. Ses isotopes sont radioactifs ; leur demi-vie et leur mode de désintégration deviennent donc importants dès que l’on mesure, manipule ou utilise l’élément.

Précautions

Manipulation et exposition

Le francium est radioactif. Sa manipulation exige des mesures de radioprotection adaptées à l’isotope, à l’activité, au type de rayonnement et à la forme chimique.