Periodensystem: Francium

Francium 87Fr

engl. Francium, zu Ehren der Heimat von M. Perey „Frankreich“

Halbwertszeit für Fr-223 *):
22 Minuten

Nukleonenzahl *)
Ordnungszahl
Schmelzpunkt
Siedepunkt
Oxidationszahlen
Dichte
Härte (Mohs)
Elektronegativität
Elektronenkonfig.
Natürl. Häufigkeit

*) langlebigstes
Isotop

223
87
27 °C *)
598 °C *)
1
2,9 g/cm³ *)
nicht bekannt
0,70 (Pauling)
[Rn]7s¹
Fr-223 Spuren

*) berechnete Werte
oder geschätzte Werte

Physikalisch-chemische Eigenschaften

Francium ist ein stark radioaktives Alkalimetall. Da nur extrem winzige Mengen des Metalls verfügbar sind, lässt sich über seine Eigenschaften nur wenig aussagen. Francium ist ein sehr unedles Element und ähnelt in seinem chemischen Verhalten den anderen Alkalimetallen. Vermutlich ist Francium extrem reaktionsfähig. In der Natur entsteht es beim radioaktiven Zerfall aus Actinium. Mit einer Halbwertszeit von nur 22 Minuten zerfällt das stark radioaktive Isotop Fr-223 relativ schnell wieder in andere Isotope.

Vorkommen

Häufigkeit sehr selten

Francium ist nach Astat das zweitseltenste Element der Erde. Es kommt in der Natur nur in geringsten Spuren in Uranerzen wie in der Pechblende als Zwischenprodukt der Uran-Actinium-Zerfallsreihe vor. Die gewinnbaren Vorkommen auf der gesamten Erde werden nur auf 30 bis 50 Gramm Francium geschätzt.

Schwarze Pechblende aus dem Wallis in der Schweiz

Francium findet sich in geringsten Spuren in der Pechblende.

Geschichte

Das Element wurde 1939 von der französischen Physikerin Marguerite Perey (1909–1975) im Curie-Institut in Paris entdeckt. Beim radioaktiven Zerfall von Actinium fiel ihr die Bildung eines bis dahin unbekannten Isotops auf. Perey benannte das Element zunächst „Actinium K“, sie verwendete das provisorische Symbol AcK. In einem aufwändigen Reinigungsverfahren konnte sie das „Actinium K“ von den anderen Isotopen durch chemische Reinigungsmethoden abtrennen. Der Nachweis erfolgte über das Verhalten der Strahlung beim Zerfall, daher waren auch nur winzige Mengen zum Nachweis notwendig. 1946 erhielt das Element seinen heute gültigen Namen Francium. Dieser leitet sich von Pereys Heimatland Frankreich ab. Das neue Element entsprach dem im Jahr 1869 von Mendelejew vorausgesagten „Eka-Caesium“.

Herstellung

Die Herstellung von geringen Mengen ist aus Uranerzen möglich. Nach einem Aufschluss mit konzentrierter Salpetersäure und der Fällung des Aufschlusses mit Carbonat- oder Fluoridsalzen erhält man in der Lösung Actinium-Ionen und geringe Spuren Fr-223-Ionen. Durch eine Reaktion mit Caesiumperchlorat und einer nachfolgenden Ionenaustauschchromatographie erhält man das Element in kaum wägbaren Mengen. Künstlich lässt sich das Element durch den Protonenbeschuss von Thorium oder Uran darstellen:

Verwendung

Aufgrund seiner Seltenheit und der kurzen Halbwertszeit besitzt das Element momentan keine technische Bedeutung.