Francio

Propiedades físicas

Densidad / g dm-3: –

Volumen molar / cm3mol-1: –

Resistencia eléctrica / µΩcm: –

Metales alcalinos

Número atómico: 87

Configuración electrónica: [Rn] 7s¹

Masa atómica relativa: –

Grupo: 1

Electronegatividad: 0.7

Radio atómico / pm: 282

Periodo: 7

Estados de oxidación: +1

Energía de ionización

Primera energía de ionización/ kJ mol-1: 392.96

Segunda energía de ionización/ kJ mol-1: –

Tercera energía de ionización/ kJ mol-1: –

Propiedades térmicas

Calor de fusión / kJ mol-1: –

Conductividad térmica / W m-1K-1: 15

Calor de atomización / kJ mol-1: 75

Punto de ebullición / °C: 677

Calor de vaporización / kJ mol-1: –

Punto de fusión / °C: 27

Datos cristalográficos

Grupo espacial: –

Longitudes de la celda unidad/pm: –

Estructura cristalina: estructura desconocida

Abundancia de elemento

Corteza terrestre / ppm: –

Atmósfera / ppm: –

Océanos / ppm: –

Isótopos

El Francio se representa con la nomenclatura Fr. Su número atómico tiene un valor igual a 87. En la antigüedad este elemento se conocía por los nombres eka-cesio y actinio K. Ocupa el segundo lugar entre los elementos menos abundante en la naturaleza y su electronegatividad es la más baja de todas. Se trata de un metal altamente radiactivo y reactivo que en su desintegración genera astrato, radio y radón. Al igual que los metales alcalinos solo tiene un electrón en su capa de valencia.

En el año 1939 la investigadora Marguerite Perey descubrió este elemento químico lo que lo posicionó como el último descubierto en la naturaleza antes de ser sintetizado. Resulta verdaderamente difícil encontrar francio fuera de los laboratorios de investigación.

Características y curiosidades del francio

Se presume que en un determinado momento la cantidad de 223Fr en la corteza terrestre no exceda los 30 gramos. Un clúster de 10.000 millones de átomos (de 210Fr) quedó registrado en el año 1996 como la mayor cantidad adquirida de cualquiera de sus isótopos sintetizado con un gas ultra frío en Stony Brook.

Por otra parte, el francio también es el elemento menos estable y se conoce que su isótopo más estable (223Fr) posee un periodo de semidesintegración inferior a los 22 minutos.

Con un 0.7 en la escala Pauling ostenta la más baja electronegatividad seguido del cesio (0.79).

El francio y la disputa del elemento 87

En el año 1925 el químico ruso D. K. Dobroserdov descubrió el eka-cesio. Este, observó una débil radioactividad en una muestra de metal alcalino (potasio) y determinó que el francio contaminaba la muestra. En la tesis donde publicó esta investigación nombró al elemento “russio” como un homenaje a su país natal.

Con el paso de los años Dobroserdov se distanció de la vida de investigador para dedicarse a la docencia en el Instituto Politécnico de Odessa y de esta forma murieron sus esfuerzos por aislar el eka-cesio.

Fue en el año 1926 que Gerald J. F. Druce y Frederick H. Loring, dos químicos ingleses, estudiaron una radiografía de rayos X del sulfato de manganeso, de esta forma apreciaron algunas líneas espectrales que asociaron con el eka-cesio. Así fue anunciada la aparición del elemento número 87 de la tabla periódica para el que propusieron el nombre de “alcalino” (a causa de que era el metal alcalino más pesado).

Tras anunciar el descubrimiento, Hulubei y Cauchois lo llamaron “moldavio” con la nomenclatura Ml, como tributo a Moldavia, el lugar donde trabajaron el tiempo que duró la investigación. Claro que esto tampoco duraría pues en 1937 el trabajo de Hulubei fue duramente criticado por el estudioso de la física F. H. Hirsh Jr., quién rechazó la metodología empleada en la investigación anterior.

A decir de Hirsh, resultaba imposible encontrar el elemento eka-cesio en la naturaleza y que por ello las líneas de las que hablaba Hulubei se debían al empleo de mercurio o al bismuto. Sin embargo, Hulubei siguió insistiendo en la veracidad de su investigación asegurando que no había cometido ningún error.

La historia de la investigadora Perey sobre el francio

Hulubei recibió el apoyo de Jean Baptiste Perrin quien además de ser su mentor ganó un premio Nobel. La historia de la investigadora Perey inspira a los científicos. Tras el fallecimiento de su padre su familia sufrió fuertes carencias económicas por lo que no pudo cumplir su sueño de estudiar medicina. Sin embargo, decidió iniciar la carrera técnica de química y buscó trabajo para poder ayudar a sus seres queridos.

Mandó su currículum al Instituto del Radio que hoy lleva el nombre de Instituto Curie y es uno de los centros con mayor prestigio a nivel mundial. A lo largo de los años se convirtió en una de las personas más importantes en los estudios sobre cáncer y cómo combatirlo. Y como dato curioso fue la mismísima Marie Curie quien realizó la entrevista de trabajo y la contrató.

¿Para qué se usa el Francio?

No se conocen aplicaciones de carácter comercial para el francio debido a que se trata de un elemento escaso e inestable. Hasta el momento solo se ha empleado en tareas de investigación que responden al campo de la biología y la estructura atómica.

En determinado momento se pensó que el Francio podía ser usado para ayudar a diagnosticar a pacientes de cáncer, pero, finalmente esta aplicación se consideró imposible.

El francio se ha transformado en un sujeto de experimentación en espectroscopia especializada. Esto se debe a sus capacidades para ser sintetizado, atrapada y enfriado conjuntamente con su estructura atómica. Los experimentos llevados a cabo han propiciado la obtención de información mucho más específicas en lo relacionado con los niveles energéticos y las constantes de acoplamiento entre partículas subatómicas. Datos de extrema precisión provienen de los análisis realizados sobre la luz emitida por iones de 210Fr y atrapados por láser. Dichos resultados experimentales se asemejan a los que predice la Teoría Cuántica.

La respuesta tan esperada es sencilla: El francio no es un elemento útil. Esto se debe a que como ya se mencionó se trata de un elemento tan radiactivo, escaso y de compleja utilización. A día de hoy muchos investigadores buscan posibles aplicaciones en la actividad humana, sin embargo, no ha habido suerte en ese sentido lo que conduce a otra pregunta ¿Por qué existe en la Tierra?