Frans (Fr)

Frans w układzie okresowym

Pierwiastek leży w siódmym okresie, czyli w siódmym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 7 powłokach. Znajduje się w 1 grupie (blok s — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę s). W tej samej grupie stoją: Wodór, Lit, Sód, Potas, Rubid, Cez — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie.

Frans — co to za pierwiastek

Najbardziej nietrwały z naturalnych pierwiastków — nigdy nie zebrano widocznej próbki.

Właściwości pierwiastka Frans

Frans jest ostatnim metalem alkalicznym w grupie 1, ma konfigurację [Rn] 7s¹, jeden elektron walencyjny i wartościowość I. Ma najniższą elektroujemność ze wszystkich pierwiastków, równą 0,7, oraz najniższą energię jonizacji, 4,073 eV, czyli oddaje swój elektron najłatwiej z całego układu okresowego. Temperatury topnienia i wrzenia oraz gęstości nikt nie zmierzył, bo nigdy nie zebrano próbki, którą dałoby się zobaczyć; oczekuje się miękkiego, bardzo reaktywnego metalu. Jest silnie promieniotwórczy i skrajnie reaktywny jednocześnie, a energia własnego rozpadu ogrzewałaby każdą większą porcję. Kontakt z nim byłby groźny nie z powodu trucizny, lecz promieniowania.

Zastosowanie pierwiastka Frans

Frans nie ma i najprawdopodobniej nigdy nie będzie miał zastosowań praktycznych. Powstaje w śladowych ilościach w rudach uranu jako produkt rozpadu aktynu albo w akceleratorach, a najtrwalszy izotop rozpada się po dwudziestu dwóch minutach, więc nie da się go zmagazynować ani przewieźć. Jedynym realnym zastosowaniem są badania podstawowe. Pojedyncze atomy chwyta się w pułapki magnetooptyczne, chłodzi laserem i bada ich widmo, bo ciężkie jądro fransu wzmacnia bardzo słabe efekty przewidziane przez fizykę cząstek i pozwala testować teorię oddziaływań elektrosłabych. Sprawdza się też na nim, jak daleko sięgają prawidłowości pierwszej grupy układu okresowego. Rozważane kiedyś pomysły wykorzystania fransu w diagnostyce nowotworów okazały się niewykonalne, bo pierwiastka nie da się dostarczyć do szpitala w użytecznej ilości.

Frans — najważniejsze związki chemiczne

Chemii fransu nie da się prowadzić w probówce, bo nie ma z czego. Wszystko, co o niej wiadomo, pochodzi z doświadczeń na pojedynczych jonach w roztworze i z przewidywań opartych na położeniu w grupie. Frans zachowuje się jak cez: tworzy jon Fr+, a jego sole, na przykład chlorek i nadchloran, wytrącają się razem z analogicznymi solami cezu i to właśnie posłużyło do jego identyfikacji. Wodorotlenek FrOH byłby mocną zasadą. Żadnego związku fransu nikt nigdy nie zważył.

Frans — gdzie go spotykasz

• wyłącznie badania podstawowe

Frans w szkole — co trzeba wiedzieć

Frans pojawia się na lekcjach jako skrajny przypadek, na którym pokazuje się tendencje w grupie pierwszej. Idąc w dół litowców, rośnie promień atomu, maleje energia jonizacji i elektroujemność, a rośnie aktywność metaliczna, więc frans jest najbardziej metalicznym pierwiastkiem układu. Uwaga na częsty błąd: to wniosek z budowy atomu i z układu okresowego, a nie z doświadczenia, bo doświadczenia z fransem po prostu nie da się przeprowadzić. Stąd puste miejsca w tablicach przy temperaturze topnienia, wrzeniu i gęstości. Warto zapamiętać, że jest promieniotwórczy, że jego masa 223 to liczba masowa najtrwalszego izotopu, i nie mylić nazwy z francem ani frankiem.

Frans — historia odkrycia

W 1939 roku Marguerite Perey pracowała w paryskim Instytucie Radowym, gdzie oczyszczała preparaty aktynu-227. Zauważyła promieniowanie, którego nie dało się przypisać żadnemu znanemu produktowi rozpadu, i wykazała, że pochodzi ono od nowego pierwiastka o liczbie atomowej 87, roboczo nazwanego aktynem K. Nazwę frans nadała na cześć swojego kraju. Był to ostatni pierwiastek odkryty w naturalnej próbce; wszystkie późniejsze powstały w akceleratorach. Perey zaczynała jako asystentka laboratoryjna Marii Skłodowskiej-Curie i to właśnie żmudna praca przy rozdzielaniu preparatów promieniotwórczych pozwoliła jej zauważyć niepasujący ślad.

Frans — skąd wzięła się nazwa

od Francji

Frans — izotopy

frans-223 najtrwalszy (22 minuty)

Frans — bezpieczeństwo

Promieniotwórczy i skrajnie reaktywny.

Ciekawostki o pierwiastku Frans

• W całej skorupie ziemskiej naraz istnieje go około 30 gramów.
• Marguerite Perey została pierwszą kobietą wybraną do Francuskiej Akademii Nauk.
• Zanim uznano go za nowy pierwiastek, frans nosił roboczą nazwę aktyn K.
• Fransu się nie wydobywa; powstaje i znika na bieżąco w rudach uranu jako produkt rozpadu aktynu.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Frans