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Fr 87

Francium (Fr)

alkali-metal
Période: 7 Groupe: 1 Bloc: s

Solid

Masse atomique relative standard

[223]

Configuration électronique

[Rn] 7s1

Point de fusion

26,85 °C

Point d’ébullition

N/D

Masse volumique

1870 kg/m³

États d’oxydation

+1

Électronégativité (Pauling)

0,7

Énergie d’ionisation (1re)

4,072741 eV

Année de découverte

1939

Rayon atomique

N/D

Détails

Origine du nom Named for France, the nation of its discovery.
Pays de découverte France
Découvreurs Marguerite Derey

Francium is the heaviest known alkali metal and a member of group 1. All of its isotopes are radioactive, and the element occurs naturally only as fleeting decay products in uranium and thorium series minerals. Its chemistry is expected and partly observed to resemble an extremely electropositive form of caesium, dominated by the +1 oxidation state. Because the longest-lived isotope, ²²³Fr, has a half-life of only about 22 minutes, francium has no bulk technological role.

Francium was discovered in 1939 by Marguerite Perey, a physicist at the Curie Institute in Paris, France (Fig. IUPAC.87.1). 223Fr (with a half-life of 22 min) occurs naturally in uranium minerals as a result of actinium decay. However, it is estimated that no more than approximately 30 g of francium is present in the Earth’s crust at any time. Francium can be produced artificially for research by bombarding thorium with protons. Francium was named in honor of Perey’s home country, France [575], [576], [577]. Francium has no known isotopic applications outside of scientific research.

Francium was discovered by Marguerite Catherine Perey, a French chemist, in 1939 while analyzing actinium's decay sequence. Although considered a natural element, scientists estimate that there is no more than one ounce of francium in the earth's crust at one time. Since there is so little naturally occurring francium on earth, scientists must produce francium in order to study it. Francium can be produced by bombarding thorium with protons or by bombarding radium with neutrons. Francium's most stable isotope, francium-223, has a half-life of about 22 minutes. It decays into radium-223 through beta decay or into astatine-219 through alpha decay.

Discovered in 1939 by Mlle. Marguerite Perey of the Curie Institute, Paris. Francium, the heaviest known member of the alkali metals series, occurs as a result of an alpha disintegration of actinium. It can also be made artificially by bombarding thorium with protons. While it occurs naturally in uranium minerals, there is probably less than an ounce of francium at any time in the total crust of the earth. It has the highest equivalent weight of any element, and is the most unstable of the first 101 elements of the periodic system. Thirty-three isotopes of francium are recognized. The longest lived 223Fr (Ac, K), a daughter of 227Ac, has a half-life of 22 min. This is the only isotope of francium occurring in nature. Because all known isotopes of francium are highly unstable, knowledge of the chemical properties of this element comes from radiochemical techniques. No weighable quantity of the element has been prepared or isolated. The chemical properties of francium most resemble cesium.

Images

Propriétés

Propriétés chimiques

Électronégativité (Pauling)
0,7 Comparer : Électronégativité (Pauling) de tous les éléments →
Électronégativité (Allen)
0,67
Affinité électronique
0,491 eV
Énergie d’ionisation (1re)
4,072741 eV Comparer : Énergie d’ionisation (1re) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (2e)
22,400077 eV Comparer : Énergie d’ionisation (2e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (3e)
33,500115 eV Comparer : Énergie d’ionisation (3e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (4e)
39,100135 eV Comparer : Énergie d’ionisation (4e) de tous les éléments →
Énergie d’ionisation (5e)
50,000172 eV Comparer : Énergie d’ionisation (5e) de tous les éléments →
États d’oxydation
+1 Comparer : États d’oxydation de tous les éléments →
Électrons de valence
1 Comparer : Électrons de valence de tous les éléments →
Configuration électronique
[Rn] 7s1

Propriétés thermodynamiques

Enthalpie de fusion
0,02072861 eV Comparer : Enthalpie de fusion de tous les éléments →
Enthalpie de vaporisation
0,67367985 eV Comparer : Enthalpie de vaporisation de tous les éléments →
Enthalpie de sublimation
0,74622998 eV
Enthalpie d’atomisation
0,74622998 eV

Propriétés nucléaires

Protons
87 Comparer : Protons de tous les éléments →
Neutrons
136 Comparer : Neutrons de tous les éléments →
Isotopes connus
37 Comparer : Isotopes connus de tous les éléments →
Isotopes stables
0 Comparer : Isotopes stables de tous les éléments →
Nombre de masse (isotope le plus stable)
223
Isotope le plus stable
Fr-223
Année de découverte
1939

Abondance

N/D

Structure cristalline

N/D

Structure électronique

Électrons par couche
2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 Comparer : Électrons par couche de tous les éléments →

Identifiants

Numéro CAS
7440-73-5 Comparer : Numéro CAS de tous les éléments →
Symbole de terme
2S1/2
InChI
InChI=1S/Fr
Clé InChI
KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N

Configuration électronique Mesuré

Charge ionique
Protons 87
Électrons 87
Charge Neutre
Configuration Fr: 7s¹
Configuration électronique
Mesuré
[Rn] 7s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ 7s¹
Diagramme d’orbitales
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
6/6
5s
2/2
4d
10/10
5p
6/6
6s
2/2
4f
14/14
5d
10/10
6p
6/6
7s
1/2 1↑
Nombre total d’électrons: 87 Non appariés: 1 ?

Modèle atomique

Protons 87
Neutrons 128
Électrons 87
Nombre de masse 215
Stabilité Radioactif

Les isotopes diffèrent par leur nombre de neutrons, leur masse et leur stabilité — pas par la configuration électronique de l’atome neutre.

Modèle atomique schématique, non à l’échelle.

Empreinte atomique

Spectre d’émission / d’absorption

25 / 94 (0 0 avec intensité)
Mesuré
Émission Visible : 380–750 nm

Distribution isotopique

Aucun isotope stable.

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vie
233 Radioactif233,05264 ± 0,00032N/D900 ms
216 Radioactif216,0031899 ± 0,0000045N/D700 ns
203 Radioactif203,0009407 ± 0,0000067N/D550 ms
202 Radioactif202,00332 ± 0,000055N/D372 ms
215 Radioactif215,0003418 ± 0,0000076N/D90 ns
Mesuré

Phase / État

1 atm / 101,325 kPa
Solide 25 °C (298,15 K)

Explication: 1,9 °C en dessous du point de fusion (26,85 °C)

Point de fusion 26,85 °C
0 K Température actuelle: 25 °C 6000 K
Échelle des phases

Schématique, non à l’échelle

Solide
Liquide + Gaz
Fusion
25°C
Solide
Liquide
Gaz
Actuel

Points de transition de phase

Point de fusion Littérature scientifique
26,85 °C
Phase actuelle Calculé
Solide

Énergies de transition

Enthalpie de fusion Littérature scientifique
0,02072861 eV

Énergie nécessaire pour faire fondre 1 mol au point de fusion

Enthalpie de vaporisation Littérature scientifique
0,67367985 eV

Énergie nécessaire pour vaporiser 1 mol au point d’ébullition

Enthalpie de sublimation Littérature scientifique
0,74622998 eV

Énergie nécessaire pour sublimer 1 mol au point de sublimation

Masse volumique

Masse volumique de référence Littérature scientifique
1870 kg/m³

Dans les conditions standard

Masse volumique actuelle Calculé
1870 kg/m³

Dans les conditions standard

Spectres atomiques

Affichage de 10 sur 87. Tri par charge ionique croissante.

Raies répertoriées ?

IonChargeNombre total de raiesProbabilités de transitionDésignations des niveaux
Fr I 0149149149
Raies répertoriées par le NIST →

Niveaux répertoriés ?

IonChargeNiveaux
Fr I 0123
Fr II +12
Fr III +22
Fr IV +32
Fr V +42
Fr VI +52
Fr VII +62
Fr VIII +72
Fr IX +82
Fr X +92
Niveaux répertoriés par le NIST →
87 Fr 223

Francium — Visualiseur d’orbitales atomiques

[Rn]7s1
Niveaux d’énergie 2 8 18 32 18 8 1
États d’oxydation +1
HOMO 7s n=7 · l=0 · m=0
Francium — Aperçu du visualiseur d’orbitales atomiques
Three.js se charge uniquement à la demande
87 Fr 223

Francium — Visualiseur de structure cristalline

Données de structure cristalline indisponibles

Structure cristalline: bcc

Rayons ioniques

ChargeCoordinenceSpinRayon
+16N/D180 pm

Composés

Fr
223,020 u
Fr
221,014 u
Fr
223,020 u
Fr
222,018 u
Fr
220,012 u

Isotopes (5)

Nombre de masseMasse atomique (u)Abondance naturelleDemi-vieMode de désintégration
233 Radioactif233,05264 ± 0,00032N/D900 ms
β- =100%β-n ?
216 Radioactif216,0031899 ± 0,0000045N/D700 ns
α =100%β+ ?
203 Radioactif203,0009407 ± 0,0000067N/D550 ms
α ≈100%β+ ?
202 Radioactif202,00332 ± 0,000055N/D372 ms
α ≈100%β+ ?
215 Radioactif215,0003418 ± 0,0000076N/D90 ns
α =100%
233 Radioactif
Masse atomique (u) 233,05264 ± 0,00032
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 900 ms
Mode de désintégration
β- =100%β-n ?
216 Radioactif
Masse atomique (u) 216,0031899 ± 0,0000045
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 700 ns
Mode de désintégration
α =100%β+ ?
203 Radioactif
Masse atomique (u) 203,0009407 ± 0,0000067
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 550 ms
Mode de désintégration
α ≈100%β+ ?
202 Radioactif
Masse atomique (u) 202,00332 ± 0,000055
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 372 ms
Mode de désintégration
α ≈100%β+ ?
215 Radioactif
Masse atomique (u) 215,0003418 ± 0,0000076
Abondance naturelle N/D
Demi-vie 90 ns
Mode de désintégration
α =100%

Raies spectrales

Longueur d’onde (nm)IntensitéDegré d’ionisationTypeTransitionPrécisionSource
422.56552 nmN/DFr Iemission7s 2S → 8p 2P*MesuréeNIST
432.53607 nmN/DFr Iemission7s 2S → 8p 2P*MesuréeNIST
494.61573 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 20d 2DMesuréeNIST
495.91444 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 19d 2DMesuréeNIST
496.90308 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 20s 2SMesuréeNIST
497.49878 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 18d 2DMesuréeNIST
498.7192 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 19s 2SMesuréeNIST
499.45999 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 17d 2DMesuréeNIST
500.99176 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 18s 2SMesuréeNIST
501.92929 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 16d 2DMesuréeNIST
503.88964 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 17s 2SMesuréeNIST
505.10105 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 15d 2DMesuréeNIST
507.66912 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 16s 2SMesuréeNIST
509.27532 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 14d 2DMesuréeNIST
512.73622 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 15s 2SMesuréeNIST
514.93307 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 13d 2DMesuréeNIST
519.7664 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 14s 2SMesuréeNIST
522.89168 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 12d 2DMesuréeNIST
529.95916 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 13s 2SMesuréeNIST
534.64166 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 11d 2DMesuréeNIST
539.61762 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 20d 2DMesuréeNIST
539.6469 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 20d 2DMesuréeNIST
541.15779 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 19d 2DMesuréeNIST
541.19321 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 19d 2DMesuréeNIST
542.37083 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 20s 2SMesuréeNIST
543.03716 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 18d 2DMesuréeNIST
543.08061 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 18d 2DMesuréeNIST
544.53524 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 19s 2SMesuréeNIST
545.36417 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 17d 2DMesuréeNIST
545.4185 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 17d 2DMesuréeNIST
545.63748 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 12s 2SMesuréeNIST
547.24565 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 18s 2SMesuréeNIST
548.29545 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 16d 2DMesuréeNIST
548.36447 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 16d 2DMesuréeNIST
550.70515 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 17s 2SMesuréeNIST
552.06365 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 15d 2DMesuréeNIST
552.15244 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 15d 2DMesuréeNIST
553.17161 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 10d 2DMesuréeNIST
555.22268 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 16s 2SMesuréeNIST
557.02549 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 14d 2DMesuréeNIST
557.14445 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 14d 2DMesuréeNIST
561.28917 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 15s 2SMesuréeNIST
563.7589 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 13d 2DMesuréeNIST
563.92284 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 13d 2DMesuréeNIST
569.72475 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 14s 2SMesuréeNIST
571.87464 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 11s 2SMesuréeNIST
573.24676 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 12d 2DMesuréeNIST
573.48185 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 12d 2DMesuréeNIST
585.3491 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 9d 2DMesuréeNIST
587.29 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 11d 2DMesuréeNIST
587.64619 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 11d 2DMesuréeNIST
600.95745 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 12s 2SMesuréeNIST
609.52762 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 10d 2DMesuréeNIST
610.10952 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 10d 2DMesuréeNIST
618.5596 nmN/DFr Iemission6d 2D → 20p 2P*MesuréeNIST
618.7831 nmN/DFr Iemission6d 2D → 20p 2P*MesuréeNIST
621.0658 nmN/DFr Iemission6d 2D → 19p 2P*MesuréeNIST
621.3414 nmN/DFr Iemission6d 2D → 19p 2P*MesuréeNIST
621.98126 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 10s 2SMesuréeNIST
624.178 nmN/DFr Iemission6d 2D → 18p 2P*MesuréeNIST
624.5235 nmN/DFr Iemission6d 2D → 18p 2P*MesuréeNIST
626.3009 nmN/DFr Iemission6d 2D → 20p 2P*MesuréeNIST
628.1118 nmN/DFr Iemission6d 2D → 17p 2P*MesuréeNIST
628.5529 nmN/DFr Iemission6d 2D → 17p 2P*MesuréeNIST
628.8704 nmN/DFr Iemission6d 2D → 19p 2P*MesuréeNIST
632.0616 nmN/DFr Iemission6d 2D → 18p 2P*MesuréeNIST
632.9403 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 11s 2SMesuréeNIST
633.1901 nmN/DFr Iemission6d 2D → 16p 2P*MesuréeNIST
633.7661 nmN/DFr Iemission6d 2D → 16p 2P*MesuréeNIST
636.0957 nmN/DFr Iemission6d 2D → 17p 2P*MesuréeNIST
639.9141 nmN/DFr Iemission6d 2D → 15p 2P*MesuréeNIST
640.6887 nmN/DFr Iemission6d 2D → 15p 2P*MesuréeNIST
641.3044 nmN/DFr Iemission6d 2D → 16p 2P*MesuréeNIST
648.2027 nmN/DFr Iemission6d 2D → 15p 2P*MesuréeNIST
648.421 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 9d 2DMesuréeNIST
649.103 nmN/DFr Iemission6d 2D → 14p 2P*MesuréeNIST
649.4876 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 9d 2DMesuréeNIST
650.1812 nmN/DFr Iemission6d 2D → 14p 2P*MesuréeNIST
650.7242 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 8d 2DMesuréeNIST
657.633 nmN/DFr Iemission6d 2D → 14p 2P*MesuréeNIST
662.174 nmN/DFr Iemission6d 2D → 13p 2P*MesuréeNIST
663.746 nmN/DFr Iemission6d 2D → 13p 2P*MesuréeNIST
671.054 nmN/DFr Iemission6d 2D → 13p 2P*MesuréeNIST
681.787 nmN/DFr Iemission6d 2D → 12p 2P*MesuréeNIST
684.222 nmN/DFr Iemission6d 2D → 12p 2P*MesuréeNIST
691.204 nmN/DFr Iemission6d 2D → 12p 2P*MesuréeNIST
694.8987 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 10s 2SMesuréeNIST
713.491 nmN/DFr Iemission6d 2D → 11p 2P*MesuréeNIST
717.615 nmN/DFr Iemission6d 2D → 11p 2P*MesuréeNIST
717.98664 nmN/DFr Iemission7s 2S → 7p 2P*MesuréeNIST
723.811 nmN/DFr Iemission6d 2D → 11p 2P*MesuréeNIST
728.5892 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 8d 2DMesuréeNIST
730.9713 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 8d 2DMesuréeNIST
744.1976 nmN/DFr Iemission7p 2P* → 9s 2SMesuréeNIST

Propriétés étendues

Rayons covalents (données étendues)

Rayon covalent (Pyykkö)
223 pm
Rayon covalent (Pyykkö, liaison double)
218 pm

Rayons de van der Waals

Truhlar
348 pm
UFF
490 pm
MM3
364 pm

Rayons atomiques et métalliques

Rayon atomique (Rahm)
258 pm

Échelles de numérotation

Mendeleev
6
Pettifor
7
Glawe
7

Échelles d’électronégativité

Ghosh
0

Polarisabilité et dispersion

Polarisabilité dipolaire
317,8 a.u.
Polarisabilité dipolaire (incertitude)
2,4 a.u.

Transitions de phase et allotropes

Point de fusion294,15 K

Catégories d’états d’oxydation

+1 main

Données de référence avancées

Détail des rayons cristallins (1)
ChargeCNSpinrcrystal (pm)Origine
1VI194Ahrens (1952) ionic radius,
Modes de désintégration des isotopes (60)
IsotopeModeIntensité
197A100%
198A100%
199A100%
199B+—
200A100%
200B+—
200B+SF—
201A100%
201B+—
202A100%
Facteurs de diffusion des rayons X (516)
Énergie (eV)f₁f₂
10—0,05044
10,1617—0,06059
10,3261—0,07277
10,4931—0,08938
10,6628—0,11712
10,8353—0,15347
11,0106—0,20109
11,1886—0,26349
11,3696—0,40321
11,5535—0,63759

Données complémentaires

Références

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Fr

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Francium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Note sur la licence: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Francium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Note sur la licence: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Francium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Francium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Francium

This section provides all form of data related to element Francium.

9 PubChem Elements
Francium

The element property data was retrieved from publications.

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