Francium

Sicherheitshinweise

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Radioaktivität

Radioaktives Element

Francium [ˈfrantsi̯ʊm] ist ein radioaktives chemisches Element mit dem Elementsymbol Fr und der Ordnungszahl 87. Das Element ist ein Metall, steht in der 7. Periode, 1. IUPAC-Gruppe (Gruppe der Alkalimetalle) und gehört damit zum s-Block.

Francium besitzt von allen Elementen bis zur Ordnungszahl 104 die in ihrer Gesamtheit 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 zum Caesium in Form schwerlöslicher Salze, z.B. als Perchlorat, Tetraphenylborat und Hexachloroplatinat, ausfällen.

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 die zwei englischen Chemiker Gerald Druce und Frederic H. Loring die Spektrallinien des Elements bei Untersuchungen von Mangansulfat. 1929 meldete der amerikanische Physiker Fred Allison die Entdeckung des Elementes bei Untersuchungen von Mineralen und benannten das Element Virginium nach seinem Heimatstaat Virginia.

1936 wiederum gingen der Rumäne Horia Hulubei und der Franzose Yvette Cachois davon aus, das Element entdeckt zu haben und gaben 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.

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Francium, Fr, 87
Serie	Alkalimetalle
Gruppe, Periode, Block	1, 7, s
Aussehen	unbekannt
CAS-Nummer	7440-73-5
Massenanteil an der Erdhülle	1,3 · 10⁻¹⁸ ppm
Physikalisch
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	extrapoliert: 300 K (27 °C)
Siedepunkt	extrapoliert: 950 K (677 °C)
Verdampfungswärme	ca. 65 kJ/mol
Schmelzwärme	ca. 2 kJ/mol
Chemisch
Oxidationszustände	+1
Normalpotential	ca. −2,92 V (Fr⁺ + e⁻ → Fr)
Elektronegativität	0,7 (Pauling-Skala)

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 behandeln. Messungen an Festkörpern sind durch die geringen herstellbaren Mengen (wenige Attogramm, ~10.000 Atome) und die hohe Radioaktivität (Aktivität ist etwa 2-Mio.-mal höher als die der gleichen Menge von ²³⁸Pu: sichtbare Mengen würden sofort verdampfen) meist mit den heutigen Mitteln der Technik unmöglich.

Sicherheitshinweise

Einstufungen nach der Gefahrstoffverordnung liegen nicht vor, weil diese nur die chemische Gefährlichkeit umfassen und eine völlig untergeordnete Rolle gegenüber den auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren spielen. Auch Letzteres gilt nur, wenn es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.

Basierend auf einem Artikel in Wikipedia.de