Francium Fr

Découverte

Mendeleïev prédit un métal alcalin sous le césium et l'appela éka-césium. Les annonces des années 1920 et 1930, comme le « virginium » et le « moldavium », se révélèrent toutes erronées.

En 1939, Marguerite Perey, à l'Institut Curie de Paris, purifiait de l'actinium 227 lorsqu'elle détecta un rayonnement que la désintégration connue de l'actinium ne pouvait expliquer. Elle montra qu'une petite fraction de l'actinium 227 se désintègre par émission alpha en formant l'élément 87. Perey avait débuté comme assistante de Marie Curie, et en 1962 elle devint la première femme élue à l'Académie des sciences, en tant que membre correspondant.

Origine du nom

Perey nomma l'élément d'après son pays, la France. Elle proposa d'abord « catium », mais on jugea ce nom trop facile à confondre avec « cation », et l'on choisit francium.

Principales utilisations

Le francium se désintègre trop vite et ne peut être produit qu'en quantités bien trop infimes pour un usage pratique. Il compte en revanche pour la recherche :

• Physique fondamentale : les atomes de francium ont une structure électronique simple mais un noyau lourd ; le francium piégé par laser sert donc à mesurer l'effet de l'interaction nucléaire faible sur les atomes (violation de la parité atomique). Des équipes, comme celle de l'université Stony Brook à New York, ont rassemblé des centaines de milliers d'atomes de francium dans des pièges magnéto-optiques.
• Spectroscopie : les mesures précises de ses niveaux d'énergie fournissent des références pour la théorie atomique.

Isotopes

Tous les isotopes du francium sont radioactifs. Le plus durable, le francium 223, a une demi-vie d'environ 22 minutes et se forme occasionnellement lors de la désintégration de l'actinium 227 dans la série de l'uranium 235. En laboratoire, des isotopes comme le francium 210 et le francium 211 sont produits par des réactions nucléaires, par exemple en projetant des ions oxygène sur de l'or.

Dans la vie quotidienne

Personne ne manipulera jamais de francium. D'après les tendances des métaux alcalins, il devrait réagir violemment avec l'eau, mais on n'en a jamais réuni assez pour essayer. Des effets relativistes rendent l'énergie d'ionisation mesurée du francium légèrement supérieure à celle du césium ; beaucoup de chimistes considèrent donc que c'est le césium, et non le francium, qui est en pratique le métal le plus réactif. Son point de fusion n'a jamais été mesuré ; on estime seulement qu'il est proche de la température ambiante.