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Steckbrief: Francium

Informationen zum Element:

Bezeichnung

[223,02]

Symbol: Fr

Internationale Bezeichung (IUPAC): Francium

Ursprung: Francium ist ein radioaktives chemisches Element mit dem Elementsymbol Fr und der Ordnungszahl 87. Das Element ist ein Metall und steht in der 7. Periode, s-Block.
Francium besitzt von allen Elementen bis zur Ordnungszahl 104 die instabilsten Isotope. Selbst das langlebigste Francium-Isotop ²²³Fr besitzt eine Halbwertszeit von nur 21,8 Minuten. Wegen dieser Eigenschaft und des Fehlens einer effizienten Kernreaktion zur Herstellung von Francium (²²³Fr entsteht in 1 % beim Zerfall von ²²⁷Ac), kann es nicht in Mengen hergestellt werden. Francium kann nur als Salz in verdünnten Lösungen und hoch verdünnt als Amalgam studiert werden.
Experimente zeigen, dass Francium ein typisches Alkalimetall ist und seinem leichteren Homologon Caesium sehr ähnlich ist. So ist es in wässriger Lösung positiv einwertig und lässt sich analog Caesium in Form schwerlöslicher Salze, z. B. als Perchlorat, Tetraphenylborat und Hexachloroplatinat, ausfällen.

Bedeutung: franz. France = Frankreich

Daten Periodensystem

Periode: 7

Gruppe: 1 (I A)

Gruppenname: Alkalimetalle

Oxidationszahl: 1

Atommasse [u]: [223,02]

Elektronegativität

Elektronegativität (nach Allred): 0,9

Elektronegativität (nach Pauling): 0,7

Physikalische Daten

Aggregatzustand (20°C): fest

Dichte [g/cm²]: 1,87

Radioativ: 22 min

Schmelztemperatur [°C]: 27

Siedetemperatur [°C]: 677

Kristallstruktur: kubisch - raumzentriert

Verwendung im Alltag

Geschichte: Im Jahre 1871 wurde von Dmitri Iwanowitsch Mendelejew die Existenz eines Elementes vorhergesagt, das den zu diesem Zeitpunkt noch leeren Platz innerhalb seines Periodensystem einnehmen würde. Er beschrieb es als Alkalimetall und gab ihm den Namen Eka-Caesium. Vor der eigentlichen Entdeckung des Franciums gab es drei irreführend als Entdeckung dieses Elements bezeichnete Ereignisse:
Im Jahre 1925 veröffentlichte Dmitri Dobroserdow eine Theoriestudie, in der er Voraussagen über das Atomgewicht sowie chemische und physikalische Eigenschaften machte. Er nannte das Element Russium.
Ein Jahr danach, im Jahre 1926, beobachteten zwei englische Chemiker die Spektrallinien des Elements bei Untersuchungen von Mangansulfat. Sie benannten das Element Virginium.
1937 wiederum ging der Rumäne Horia Hulubei davon aus, das Element entdeckt zu haben und gab ihm den Namen Moldavium. Allerdings konnte keine dieser Entdeckungen bei anderen Wissenschaftlern Bestätigung finden.
Erst 1939 konnte Marguerite Perey das Element als ein Isotop ²²³Fr als Zerfallsprodukt von Actinium ²²⁷Ac zweifelsfrei nachweisen. Es wurde zunächst Actinium-K genannt und 1946 in Francium (von franz. France Frankreich, dem Vaterland der Entdeckerin) umbenannt. Der Name wurde 1949 von der Internationalen Vereinigung der Chemiker akzeptiert.
Physikalische Eigenschaften: Die physikalischen Eigenschaften sind im Wesentlichen Schätzungen, die durch Extrapolation der Eigenschaften der Alkalimetalle oder durch Modellrechnungen bestimmt wurden. Sie sind daher mit großer Vorsicht zu genießen. Messungen an Festkörpern sind durch die geringen herstellbaren Mengen (wenige Attogramm, ~10.000 Atome) und die hohe Radioaktivität (Aktivität ist etwa 2.000.000-mal höher als von ²³⁸Pu: sichtbare Mengen würden sofort verdampfen) meist mit den heutigen Mitteln der Technik unmöglich.

Vorkommen und Häufigkeit

Vorkommen: Es fehlt eine effiziente Kernreaktion zur Herstellung von Francium (²²³Fr entsteht in 1 % beim Zerfall von ²²⁷Ac), daher kann es nicht in Mengen hergestellt werden.

Häufigkeit: 1,00 ⋅ 10^-21 % (prozentualer Massenanteil der Erdhülle, d.h. der Erdkruste/Ozeane bis 16 km Tiefe)

Geschichte

Entdeckung: 1939

Entdecker: Marguerite Perey

Isotope

²²²Fr (synthetisch, radioaktiv, Halbwertszeit: 14,2 min, 135 Neutronen)
²²³Fr (in Spuren, radioaktiv, Halbwertszeit: 21,8 min, 136 Neutronen)

Bild (mit freundlicher Genehmigung von http://www.smart-elements.com):

Schalenmodell nach Bohr

Francium

	Caesium
Radon		Radium

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