Frâncio

O frâncio (em homenagem à França) é um elemento químico de símbolo Fr e número atômico 87. A sua eletronegatividade é a mais baixa conhecida e é o segundo elemento menos abundante na natureza, logo a seguir ao ástato. É um metal alcalino altamente radioativo e, tal como qualquer outro do seu grupo, possui um elétron na sua camada de valência.

Frâncio
Rádon ← Frâncio → Rádio Cs     87 Fr                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Fr ↓ Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
metálico
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Frâncio, Fr, 87
Série química	Metal alcalino
Grupo, período, bloco	1 (IA), 7, s
Densidade, dureza	1870 kg/m3, dureza desconhecida
Número CAS	7440-73-5
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	223,0197 u
Raio atómico (calculado)	pm
Raio covalente	260 pm
Raio de Van der Waals	348 pm
Configuração electrónica	[Rn] 7s1
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 32, 18, 8, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	1 (base forte)
Óxido
Estrutura cristalina	cúbica centrada no corpo
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	300 K
Ponto de ebulição	950 K
Entalpia de fusão	ca. 2 kJ/mol
Entalpia de vaporização	ca. 65 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	m3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 404 K
Velocidade do som	m/s a 20 °C
Classe magnética	paramagnético
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	0,7
Calor específico	J/(kg·K)
Condutividade elétrica	S/m
Condutividade térmica	15 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	380 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	kJ/mol
3.º Potencial de ionização	kJ/mol
4.º Potencial de ionização	kJ/mol
5.º Potencial de ionização	kJ/mol
6.º Potencial de ionização	kJ/mol
7.º Potencial de ionização	kJ/mol
8.º Potencial de ionização	kJ/mol
9.º Potencial de ionização	kJ/mol
10.º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 221Fr sintético 4,8 min α 6,457 217At 222Fr sintético 14,2 min β− 2,033 222Ra 223Fr traços 22 min β− α 1,149 5,430 223Ra 219At
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
v d e

Marguerite Perey fez a descoberta em 1939, com este elemento sendo o último descoberto na natureza antes de ser sintetizado.^{[Nota 1]} Fora do laboratório, o é extremamente raro.

Aplicações

Não há aplicações comerciais para o frâncio devido a sua vida muito curta, também não é possível obter este elemento em quantidades comerciais significativas.^{[1][2][3][4][5]} É somente usado em tarefas de investigação, tanto no campo da biologia como também no da estrutura atômica.

História

Fred Allison ^{[Nota 2]} do Alabama Polytechnic Institute anunciou a descoberta deste elemento em 1930, em amostras dos minerais lepidolita, uma forma de mica, e pelucita. Nesta época, eram conhecidos todos os elementos até ao número atômico 92, à exceção dos de número 85 e 87.^[6] Em 1934, H.G. MacPherson da University of California, Berkeley desmentiu esta descoberta.^[7]

Foi nomeado em homenagem a França, onde foi descoberto em 1939 por Marguerite Perey, da qual trabalhou como assistente de Marie Curie no "Instituto Curie" de Paris. Foi detectado por Perey enquanto estudava o decaimento radioativo do actínio-227, verificando como produto de decaimento um novo elemento, de número atômico 87.

A estrutura atômica do frâncio foi estudada entre 1970 e 1980 por uma equipe de Sylvain Lieberman.

Abundância e obtenção

Da Natureza

Existem traços de frâncio nos minerais de urânio, pois forma-se a partir do 235U, o elemento pai da série radioativa natural do actínio. Com uma média de apenas 30 gramas na crosta terrestre, é o segundo elemento menos abundante.

Sintetizado

Pode se sintetizar na reação nuclear ¹⁹⁷Au + ¹⁸O → ²¹⁰Fr + 5n. Este processo desenvolvido por Stony Brook Physics gera isótopos de frâncio com uma massa de 209, 210 e 211.^[8]

Também pode se sintetizar através do bombardeamento de tório com prótons e de rádio ou astato com neutrons.

Íons

O único estado de oxidação detectado em condições não extremas é o +1 (Fr+), do qual é comum a todos os alcalinos.

Isótopos

Existem 41 isótopos de frâncio conhecidos. Com uma meia-vida de 22 minutos, o Fr-223 é o de mais longa vida deste elemento. É resultante da deterioração do isótopo Astato-227, sendo o único isótopo que ocorre naturalmente. Todos os demais são altamente instáveis, consequentemente, o conhecimento das propriedades deste elemento não podem ser obtidos por procedimentos radioquímicos.

Notas

1. Alguns elementos sintéticos, como o tecnécio, foram achados depois na forma natural.
2. No texto da Popular Mechanics, "dois físicos" descobriram o elemento.