LA francium, de symbole Fr, de numéro atomique 87, est un élément appartenant au groupe 1 de Tableau périodique, les métaux alcalins. Cependant, contrairement aux autres éléments du groupe, le francium ne possède pas d'isotopes stables, ce qui a même rendu sa découverte difficile. En fait, francium était le dernier élément à découvrir et isolé dans des échantillons naturels.
Sa grande instabilité atomique ne permet pas d'obtenir des échantillons visibles et lourds, par conséquent, ses propriétés physico-chimiques sont extrapolées à partir des données d'autres métaux alcalins. On estime qu'il n'y a que 30 grammes de francium dans la croûte terrestre, ce qui en fait le deuxième élément le plus rare de la planète, derrière seulement l'astate.
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résumé francium
Le francium est un métal alcalin situé dans la septième période du tableau périodique, symbole Fr, Z = 87.
Il n'a pas d'isotopes stables et est le deuxième élément le plus rare de la planète.
Son isotope le plus stable a un temps de demi vie 22 minutes.
C'est l'élément le plus rayon atomique du tableau périodique, en plus d'être le plus électropositif.
Il ne peut être obtenu que par des procédés nucléaires, étant difficile à isoler.
Il n'y a toujours pas d'applications pratiques liées au francium.
Propriétés Francium
symbole: Fr.
masse atomique: 223.02 u.
Point de fusion: 22°C (estimé).
Point d'ébullition: 665 °C (estimé).
Densité: 2,5 g/cm³ (estimé).
électronégativité: 0,79.
Diffusion électronique: [Rn] 7s1.
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Caractéristiques Francium
le francium a plusieurs isotopes, mais l'isotope 233 est le plus stable, atteignant une demi-vie de 22 minutes. Seul l'isotope 212 a une demi-vie similaire de 21 minutes, tandis que les autres ne s'en approchent même pas, et peuvent même avoir des demi-vies de l'ordre de quelques secondes.
tout ça instabilité atomique entrave la détermination des caractéristiques et propriétés physiques importantes. En effet, les propriétés connues ont été obtenues dans des conditions extrêmes. dilution (concentration de l'ordre de 10-15 mol/L).
En tant que métal alcalin, son indice d'oxydation est connu pour être +1. Des expériences ont également montré que le francium est l'élément le plus électropositif du tableau périodique. Une autre position de leader que cet élément a dans le tableau est celui avec le plus grand diamètre, avec 2,7 angström (10-10 m).
Comme les autres métaux alcalins, le francium reste en solution tandis que d'autres éléments précipitent sous forme d'hydroxydes, carbonates, fluorures, sulfures, chromates, etc.
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Obtention du francium
Le francium-223, l'isotope le plus stable de Fr, a été détecté pour la première fois par l'émission alpha d'actine-227. Il est également possible de produire du francium (isotope 212) en bombardant or (197Au) avec de l'oxygène-18 (18O) dans un réacteur nucléaire.
Le frantium peut être obtenu de plusieurs manières. Par example, il y a la possibilité de le précipiter avec le césium, par sels éléments peu solubles comme le perchlorate (ClO4-), hexachloroplatinate (PtCl62-), iodate (IO4-), entre autres. Cependant, la séparation du césium et du francium devrait être très difficile.
D'autres méthodes développées dans les années 1960 et 1970 ont permis de séparation du francium des solutions de césium et de rubidium par des résines échangeuses de cations. Le frantium-223, qui a été découvert à partir de l'émission alpha de l'actinium-227, peut également être séparé de l'actinium et d'autres produits de dégradation par des techniques de précipitation sélective. Il existe également une autre technique utilisée avec un succès relatif: la sublimation du chlorure de francium (FrCl) à des températures avoisinant les 300 °C.
Applications du francium
Des tests sur des rats ont conclu que le francium s'accumulait dans les reins, le foie et les glandes salivaires. De plus, il y a eu une tentative de l'appliquer en médecine nucléaire, dans le diagnostic du cancer, mais la difficulté de le préparer et de l'isoler a rendu le projet irréalisable. Cette caractéristique, ajoutée à sa faible demi-vie, fait du francium l'un des rares éléments pas d'applications pratiques.
Cependant, le fait d'avoir le plus grand rayon atomique du tableau périodique et n'ayant qu'un seul électron dans le couche de valence il garde certains chercheurs curieux de sa nature. En 2002, un groupe de chercheurs aux États-Unis a réussi à piéger 300 000 atomes de francium pour en savoir plus sur l'élément.
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histoire de francium
Ce qui ressort dans l'histoire du francium, c'est le nombre de fois où les gens ont dit l'avoir découvert après Mendeleev prédit l'existence de cet élément en 1871, sous le nom de éka-césium.
On sait depuis longtemps qu'après l'élément 83, le bismuth, le tableau périodique ne montre que des éléments radioactifs et instables, à l'exception de l'uranium et du thorium. Néanmoins, cela n'a pas découragé de nombreux scientifiques de rechercher l'élément 87 dans des sources naturelles et, le plus souvent, de revendiquer sa découverte.
Par example, en 1925, le chimiste russe Dobroserdov observe une faible radioactivité dans un échantillon de potassium, concluant qu'il s'agirait de l'élément 87 et le nommant le russe, en l'honneur de son pays natal. Cependant, la meilleure explication du fait était que, en fait, la radioactivité de l'isotope a été détectée. 40K, un émetteur bêta qui représente environ 0,012% du potassium naturel.
En 1926, les chimistes anglais Druce et Loring, en analysant les raies spectrales du sulfate de manganèse (II), ils ont également présumé observer quelques lignes relatives à l'élément 87, pour lequel ils ont proposé plus tard la nom de alcalinium. Cependant, la faiblesse des preuves a découragé les chercheurs d'aller de l'avant.
Puis, en 1930, Fred Allison revendique la découverte de l'élément 87 après quelques expériences avec des échantillons de polucite (un minerai riche en césium) et de lépidolite (un minerai à lithium dans sa composition). Allison a proposé le nom virginie en l'honneur de l'État américain de Virginie. Cependant, en 1934, MacPherson a démontré des inexactitudes dans la découverte d'Allison.
Deux ans plus tard, Jean Perrin, un physicien français connu pour avoir confirmé la théorie d'Einstein du mouvement brownien, fournissant, ainsi, une preuve suffisante de l'existence des atomes, rejoint le physicien romain Horia Hulubei dans une série d'expériences avec des rayons X. Ils ont ensuite obtenu les résultats attendus pour l'élément 87, qu'ils ont rapidement nommé la moldavie, en référence à la région de Moldavie, lieu de naissance de Hulubei. Cependant, encore une fois, le travail a été critiqué à la lumière des interprétations.
Aucun des chercheurs n'a pu comprendre, mais ce qui s'est passé, c'est que le francium a des isotopes très instables, avec une demi-vie très courte. Le malheur était tel que l'inexistence de l'élément 87 a même été considérée.
Cependant, en 1939, la découverte de l'élément 87 s'est produite par quelqu'un qui a commencé comme assistant de laboratoire à nul autre que Marie Curie, à Paris: le Marguerite française Perey. Avec une bonne expertise dans la manipulation et la purification d'échantillons radioactifs, Perey a été chargé d'analyser un échantillon radioactif d'actinium, élément 89.
le scientifique a été le premier à observer les émissions alpha et bêta produites par l'actinium, révélant un nouvel élément avec une demi-vie de 21 minutes. La Française annonce alors prudemment sa découverte et, en 1946, soutient sa thèse de doctorat Élément 87: Actinium-K.
Le nouvel élément a ensuite été nommé francium, en l'honneur de son pays d'origine, initialement avec le symbole Fa. En 1949, le L'Union internationale de chimie pure et appliquée (Iupac) a confirmé l'élément avec le nom donné par Perey, mais en 1951 a changé le symbole en Fr.
Exercices résolus sur francium
question 1
Le frantium (Fr, Z = 87) est un métal alcalin à courte demi-vie et instable. Cependant, il est connu pour avoir des propriétés similaires à d'autres métaux alcalins.
Sur la base des informations ci-dessus, quel est le composé probable formé entre le francium et le brome (Br, Z = 35) ?
A) FrBr2
B) Fr2fr
C) FrBr
D) FrBr3
Répondre
Le frantium, en tant que métal alcalin, a un NOX égal à +1. Déjà le brome, un halogène, en l'absence d'oxygène a NOX égal à -1. Par conséquent, le composé le plus probable d'entre eux est la lettre C, FrBr.
question 2
Le rayon atomique est une propriété périodique extrêmement importante, car il différencie non seulement les atomes en fonction de leur taille, mais aide également à comprendre la réactivité et d'autres propriétés des atomes.
Parmi les éléments du tableau périodique, l'élément qui a le plus grand rayon atomique est :
UN F
B) Cs
C) H
D) Fr
E) Og
Répondre
On sait que le rayon atomique est d'autant plus grand que la période de l'élément est grande et que le nombre de électrons dans la couche de valence. Ainsi, l'élément avec le plus grand rayon est le francium, Fr, car il se trouve dans la septième période du tableau périodique et n'a qu'un seul électron de valence.
Par Stéfano Araújo Novais
Professeur de chimie