Fransium
Fransium adalah unsur kimia dengan simbol Fr dan nomor atom 87. Unsur ini dulunya dikenal dengan nama eka-caesium. Unsur ini sangat radioaktif; isotopnya yang paling stabil, fransium-223 (awalnya disebut aktinium-K), memiliki waktu paruh hanya 22 menit. Unsur ini adalah elemen elektronegatif paling rendah kedua setelah sesium dan elemen kedua paling langka yang ada di alam setelah astatin. Isotop dari fransium sangat cepat meluruh menjadi astatin, radium, dan radon. Sebagai logam alkali, unsur ini memiliki satu elektron valensi.
Fransium dalam bentuk bongkahan belum pernah terlihat. Jika dilihat dari karakteristik umum unsur-unsur lainnya yang sekolom di tabel periodik, diasumsikan fransium adalah logam yang sangat reaktif. Mendapatkan sampelnya hampir tidak mungkin, karena panas ekstrim peluruhan (waktu paruh isotop yang terlama hanya 22 menit) akan segera menguap setiap terdapat sejumlah unsur yang dapat terlihat.
Fransium ditemukan oleh Marguerite Perey di Perancis (yang kemudian menjadi nama elemen ini) pada tahun 1939. Elemen ini adalah elemen terakhir yang pertama kali ditemukan di alam, bukan disintesis. Di luar laboratorium, fransium sangat langka, dengan sejumlah kecil ditemukan dalam bijih uranium dan torium, di mana isotop fransium-223 terus terbentuk dan meluruh. Unsur ini terdapat di kerak bumi sebanyak 20-30 g setiap saat, isotop yang lain (kecuali fransium-221) merupakan sintetis. Jumlah terbesar yang dihasilkan di laboratorium adalah 300.000 atom.
Fransium adalah salah satu unsur yang paling tidak stabil yang terjadi secara alamiah: isotop francium-223 yang paling lama waktu paruhnya, hanya 22 menit. Sebanding dengan elemen astatin, dimana isotop alami yang paling stabil, astatine-219, memiliki waktu paruh 56 detik, meskipun astatin-210 sintetis jauh lebih lama waktu paruhnya (8.1 jam). Semua isotop fransium meluruh menjadi astatin, radium, atau radon. Fransium-223 juga memiliki waktu paruh lebih pendek daripada waktu paruh isotop semua elemen sintetis sampai elemen 105, dubnium.
Francium adalah logam alkali yang sifat kimianya sebagian besar menyerupai sesium. Sebuah elemen berat dengan satu elektron valensi, unsur ini memiliki bobot ekivalen tertinggi dari semua elemen. Cairan fransium- jika dibuat—harus memiliki tegangan permukaan 0.05092 N/m pada titik didihnya. Titik lebur fransium dihitung sekitar 27 °C (80 °F, 300 K). Titik lebur ini tidak pasti karena langkanya elemen ini dan sifatnya yang radioaktif. Dengan demikian, diperkirakan nilai titik didih 677 °C (1250 °F, 950 K) juga tidak pasti.
Linus Pauling memperkirakan elektronegativitas fransium adalah 0.7 pada skala Pauling, sama seperti cesium; nilai untuk cesium telah disempurnakan menjadi 0.79, tetapi tidak ada data eksperimen yang memungkinkan perbaikan nilai untuk fransium. Fransium memiliki energi ionisasi sedikit lebih tinggi dari sesium, 392.811(4) kJ/mol (sesium 375.7041(2) kJ/mol). Fransium juga memiliki afinitas elektron lebih tinggi dari sesium dan ion Fr harusnya lebih terpolarisasi dari ion Cs.
Ada 34 diketahui isotop fransium mulai dari massa atom 199 sampai 232. Francium memiliki tujuh isomer nuklir metastabil. Fransium-223 dan fransium-221 adalah satu-satunya isotop yang muncul di alam.
Fransium-223 adalah isotop yang paling stabil dengan waktu paruh 21.8 menit, dan sampai saat ini diperkirakan tidak akan mungkin akan ditemukan isotop fransium dengan waktu paruh yang lebih panjang. Fransium-223 adalah produk kelima dari seri peluruhan aktinium sebagai isotop anakan dari aktinium-227. Francium-223 kemudian meluruh menjadi radium-223 dengan peluruhan beta (energi peluruhan 1149 keV), dan minor (0.006%) dengan peluruhan alfa menjadi astatin-219 (energi peluruhan 5.4 MeV).
Francium-221 memiliki waktu paruh 4,8 menit. Isotop ini adalah produk peluruhan kesembilan neptunium sebagai isotop anakan dari aktinium-225. Fransium-221 kemudian meluruh menjadi astatin-217 dengan peluruhan alfa (energi peluruhan 6.457 MeV).
Isotop yang paling tidak stabil adalah fransium-215, dengan waktu paruh 0.12 μs: isotop ini akan meluruh menjadi astatin-211 dengan peluruhan alfa, energi peluruhan 9.54 MeV. Isomernya yang metastabil, fransium-215m, hanya memiliki paruh waktu 3.5 nanosekon.
Karena tidak stabil dan langka, tidak ada aplikasi komersial untuk fransium. Unsur ini telah digunakan untuk keperluan penelitian di bidang kimia
dan dari struktur atom. Penggunaannya sebagai potensi pengobatan diagnostik berbagai jenis kanker juga telah dicoba, tetapi pengaplikasinya dianggap tidak mungkin.
Fr adalah hasil dari peluruhan alfa Ac dan dapat ditemukan dalam jumlah sangat kecil dalam mineral uranium. Dalam suatu sampel uranium, diperkirakan hanya ada satu atom fransium untuk setiap 1 × 10 atom uranium. Dari sini juga diperhitungkan bahwa ada paling tidak 30 g francium dalam kerak Bumi pada setiap waktu.
Fransium dapat disintesa melalui reaksi nuklir:
Proses ini dikembangkan oleh Physics, menghasilkan isotop fransium dengan massa 209, 210, dan 211, kemudian diisolasi dengan "magneto-optical trap" (MOT). Kecepatan produksi sebuah isotop tertentu bergantung dari energi sinar oksigen. Sebuah sinar O dari Stony Brook LINAC menghasilkan Fr pada target emas dengan reaksi nuklir Au + O → Fr + 5n.