Francium

Eigenschaften des Elements

Stoffkonstanten und Häufigkeit des Vorkommens in der Natur

Dichte in bei 25 °C	2,500
Härte nach Mohs
Schallgeschwindigkeit in
Schmelztemperatur in °C	27
spezifische Schmelzwärme in
Siedetemperatur in °C	680
spezifische Verdampfungswärme in
Standardentropie S0 in
Wärmeleitfähigkeit in bei 27 °C	15
spezifische Wärmekapazität in
Volumenausdehnungskoeffizient in 10- 3
spez. elektrischer Widerstand in
Anteil in der Erdhülle in % (Atmosphäre, Wasser, Erdkruste bis 10 km Tiefe)	1,3 · 10- 2 1

Alle Isotope sind radioaktiv.

Nuklide des Elements

Ordnungszahl Z	Massenzahl A	Atommasse in u	Häufigkeit in %	Art der Strahlung und Energie in MeV	Halbwertszeit
87	223	223,019		β : 1,1	22 min.

Energieniveauschema

Weitere Eigenschaften

Die Eigenschaften des Franciums sind noch weitgehend unbekannt, da es bisher nur in ganz geringen Mengen vorhanden war und äußerst unbeständig ist. Man kann aus dem Tracerexperiment schließen, dass Francium ein Leichtmetall mit sehr niedriger Schmelztemperatur ist, dessen Eigenschaften denen der Alkalimetalle entsprechen. Francium gehört zu den Alkalimetallen. Aufgrund der Stellung im PSE kann man auf einige chemische Eigenschaften schließen. Es verbindet sich mit Nichtmetallen und reagiert mit Wasser. In seinen Verbindungen bildet Francium ausschließlich die Oxidationsstufe +1 und besitzt von allen Elementen den größten Ionenradius. Francium ist das unedelste und am stärksten elektropositive Element. In seinen Verbindungen schließt es sich den Eigenschaften der übrigen Alkalimetalle an. Es geht mit allen Nichtmetallen Verbindungen ein, reagiert heftig mit Wasser unter Wasserstoffentwicklung und bildet ein schwer lösliches Perchlorat.

Entdeckung

Die französische Physikerin MARGUERITE PEREY (1909 - 1975) entdeckte Francium bei der Untersuchung gereinigter Actiniumproben. Ihr fiel bei der Untersuchung der β-Strahlung eine bis dahin unbekannte-Aktivität auf. Diese unterschied sich durch die kurze Halbwertzeit von 21,8 min vom β-Zerfall des Actiniums. Die nachfolgenden Untersuchungen ergaben, dass das Actinium größtenteils unter β-Emission in RdAc übergeht. Daneben bildete sich aber durch α-Zerfall ein neues Isotop eines bis dahin unbekannten Elements, dessen β-Zerfall ebenfalls zum Isotop AcX führt. Auf Vorschlag von Frau PEREY erhielt das Element 87 zu Ehren ihrer Heimat Fankreich den Namen «Francium» mit dem chemischen Symbol «Fr».

Vorkommen/Herstellung

Francium steht an 93. Stelle der Elementhäufigkeit und gehört zu den äußerst seltenen Elementen auf der Erde. Es kommt in der Natur in Form der Isotope 22387Fr und 22187Fr in winzigen Spuren in einigen Uranerzen als Zwischenprodukt der Uran-Actinium-Zerfallsreihe vor. Francium wird in sehr geringen Mengen aus Uranerz gewonnen. Die Abtrennung ist äußerst schwierig und erfolgt nach Aufschluss der Erze mit konzentrierter Salpetersäure und anschließender Fällung der Actiniumfraktion mittels Carbonat, Sulfid oder Fluorid. 22387Fr bleibt dabei in der Lösung. Aus dieser erfolgt die Fällung mit Caesiumperchlorat und Reinigung durch Ionenaustauschchromatografie oder Lösungsmittelextraktion mit organischen Lösungen. Alle Francium-Isotope sind sehr kurzlebig, und deshalb konnten bisher kaum wägbare Mengen des Elements isoliert werden.

Anwendung

Francium wird praktisch kaum verwendet. Mögliche Einsatzgebiete liegen in der Forschung, in der Medizin (Krebsforschung).