Il francio è l'elemento chimico di numero atomico 87. Il suo simbolo è Fr.

È un metallo alcalino che può trovarsi nei minerali dell'uranio e del torio. Si stima che il suo punto di fusione sia lievemente superiore alla temperatura ambiente.^[1]

Caratteristiche

Il francio è il più pesante dei metalli alcalini; è il prodotto del decadimento alfa dell'attinio e può essere prodotto artificialmente per bombardamento del torio con protoni. È il meno stabile di tutti gli elementi.

Sono noti 41 isotopi del francio, di cui il più stabile, con un'emivita di 22 minuti, è ²²³Fr, prodotto dal decadimento di ²²⁷Ac.

Il francio è l'elemento meno elettronegativo del sistema periodico, esso infatti nella scala di Pauling ha il valore minore di elettronegatività (0,7). L'ipotetico sale FrF (fluoruro di francio) sarebbe il composto ionico più stabile ottenibile.

Applicazioni

Data la sua rarissima presenza in natura (15-20 g nella crosta terrestre), l'elemento non ha campi di utilizzo definiti.

Storia

Il francio (l'ekacesio di Mendeleev) fu identificato nel 1939 da Marguerite Perey, ricercatrice dell'Istituto Curie di Parigi, tra i prodotti di disintegrazione del ²²⁷Ac. Il nome fu scelto dalla scopritrice in omaggio alla sua nazionalità.

Disponibilità

Il francio è presente in piccole tracce nella crosta terrestre sotto forma dell'isotopo 223 detto anche attinio-K in quanto si forma per decadimento alfa del ²²⁷Ac. Considerato il suo tempo di dimezzamento di soli 21,8 minuti e che l'emissione α riguarda solo l'1% del decadimento complessivo di ²²⁷Ac, si stima che nell'intera Terra ne esistano non più di 25 grammi.^[2] Altre stime riportate da Peter Atkins ridurrebbero a soli diciassette atomi la quantità di francio contemporaneamente presente in un dato istante sul nostro pianeta.^[3] È l'elemento chimico più instabile tra i primi 103 della tavola periodica.

Gli altri isotopi, che si formano per decadimento dell'isotopo ²³⁵U o per bombardamento del torio, hanno emivite ancora più brevi per cui non si trovano in natura.

È un metallo veramente raro (circa 25 grammi in tutto il mondo) e a causa di ciò le sue proprietà chimiche e fisiche non sono ancora state definite completamente.

È stato studiato per mezzo di tecniche radiochimiche, le quali hanno evidenziato che il suo ione più stabile è lo ione Fr⁺.

Francio prodotto artificialmente

Gli isotopi da 208 a 211 possono essere prodotti tramite reazione nucleare di fusione-evaporazione tra un fascio di ¹⁸O e un bersaglio di ¹⁹⁷Au; questa tecnica, sviluppata dai ricercatori di Stony Brook, viene attualmente applicata presso i Laboratori Nazionali di Legnaro^[4] dell'INFN per alimentare una trappola magneto-ottica. Nel luglio 2007 è stato ottenuto un campione di circa 10 000 atomi intrappolati dell'isotopo 210, da ricercatori delle Università di Ferrara, Pisa e Siena.

Dal 2012 all'esperimento CRIS (Collinear Resonant Ionization Spectroscopy) del laboratorio ISOLDE del CERN di Ginevra, vengono studiati gli isotopi del francio, in particolare sono stati misurati per la prima volta il momento magnetico e il raggio di carica degli isotopi ^{202–206,218,219,229,231}Fr.^[5]

Note

• Francesco Borgese, Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico, Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1.
• R. Barbucci, A. Sabatini e P. Dapporto, Tavola periodica e proprietà degli elementi, Firenze, Edizioni V. Morelli, 1998.