Francium

Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données chimiques

Compléments

Découverte

La découverte de l’eka-césium, dernier représentant des métaux alcalins dans le tableau périodique a été revendiquée à plusieurs reprises sous les noms de :

• Russium (1925), par D.K. Dobroserdov qui publia une étude théorique décrivant sa masse atomique, ses propriétés physiques et chimiques et où et par quelles méthodes il devait être recherché. A l’image des Curie, il proposa le nom de son pays d’origine ;
• Alkalinium (1926), par les chimistes britanniques Gerald J.F. Druce et Frederick H. Loring qui observent les lignes de l’eka-césium dans des clichés de rayons X du sulfate de manganèse et annoncent la découverte de l’alcalin le plus lourd ;
• Virginium (1929), par les chimistes américains Fred Allison et Edgar J. Murphypour pour l’avoir découvert dans des minerais de lithium (lépidolite) et de césium (pollucite), là encore en liaison avec l’État d’origine de F. Allison, la Virginie ;
• Moldavium (1937), par le chimiste roumain Horia Hulubei et la chimiste française Yvette Cauchois qui rapportent des raies faibles qu’ils ont attribués à un doublet de l’élément 87. À la fin de leur rapport annonçant la découverte, ils suggèrent le nom de moldavium pour cet élément en hommage à « la Moldavie, province roumaine, marche avancée vers l’Est de la latinité ».

C’est finalement Marguerite Perey qui découvrit en 1939 à l’Institut Curie un isotope radioactif de l’eka-césium en étudiant les désintégrations successives de l’actinium : l’isotope ²²⁷Ac se désintègre par émission β en thorium-227, qui est un émetteur α conduisant à ce nouvel élément, d’une durée de demi-vie de 21 minutes, d’abord désigné actinium K suivant le système d’alors de dénomination pour des sources radioactives normales établi par Ernest Rutherford. Marguerite Perey proposa d’abord le nom de catium, réminiscence de « cation » pour cet élément qui devait être encore plus électropositif que le césium. Découragée par les remarques d’Irène et Fédéric Joliot-Curie sur sa consonance anglo-saxonne pour « chat », elle proposa finalement francium : la boucle est bouclée… Le nom et le symbole Fr ont été acceptés par l’IUPAC en 1949.

Propriétés

Avec l’astate, le francium est l’élément naturel le plus rare sur Terre : dans un échantillon donné d’uranium, la quantité de francium présente est estimée à un atome pour 1018 atomes d’uranium et il n’y aurait en permanence qu’au plus 30 g de francium dans la croûte terrestre. On peut le préparer en irradiant du radium par des neutrons, réaction qui conduit à l’actinium et donne finalement des traces de francium. Le francium est également obtenu par la réaction nucléaire :

¹⁹⁷Au + ¹⁸O ——> ²¹⁰Fr + 5n

qui permet d’obtenir les isotopes de masses atomiques 209, 210 et 211, isolés en exploitant un effet magnéto-optique. Ses propriétés chimiques n’ont pu être étudiées qu’à l’état de traces par les méthodes de la radiochimie. Il se comporte à tous égards comme un homologue supérieur du césium.

Bibliographie

Polonium & Francium, Le produit du jour, site de la Société Chimique de France.