Francio

El francio, antiguamente conocido como eka-cesio y actinio K, es un elemento químico cuyo símbolo es Fr y su número atómico es 87. Su electronegatividad es la más baja conocida y es el segundo elemento menos abundante en la naturaleza (el primero es el astato). El francio es un metal alcalino altamente radiactivo y reactivo que se desintegra generando astato, radio y radón. Como el resto de metales alcalinos, sólo posee un electrón en su capa de valencia. Marguerite Perey descubrió este elemento en 1939. El francio fue el último elemento químico descubierto en la naturaleza antes de ser sintetizado. Fuera del laboratorio, el francio es extremadamente escaso, encontrándose en trazas en menas de uranio y de torio, donde el 223Fr está continuamente formándose y desintegrándose. La cantidad de 223Fr en la corteza terrestre en un momento dado posiblemente no exceda los 30 gramos; el resto de isótopos son sintéticos. La mayor cantidad recuperada de cualquiera de sus isótopos fue un clúster de 10.000 millones de átomos (de 210Fr) sintetizado como un gas ultra frío en Stony Brook en 1996.

Propiedades físicas y químicas

El francio es menos estable que cualquier otro elemento más ligero que el nobelio (elemento 102); su isótopo más estable, el 223Fr, posee un período de semidesintegración menor de 22 minutos. El astato, que es el siguiente elemento menos estable, tiene período de semidesintegración máximo de 8,5 horas. Todos los isótopos del francio se desintegran generando astato, radio y radón. El francio es un metal alcalino cuyas propiedades químicas son semejantes a las del cesio. Puesto que es un elemento muy pesado con un solo electrón de valencia, posee el mayor peso equivalente de todos los elementos químicos. El francio tiene la más baja electronegatividad de todos los elementos conocidos, con un valor de 0,7 en la escala de Pauling. Le sigue el cesio con un valor de 0,79. El francio líquido, en el supuesto de poder ser obtenido, tendría una tensión superficial de 0,05092 J·m–2 en el punto de fusión. El francio coprecipita junto con muchas sales de cesio, como el perclorato de cesio, formando pequeñas cantidades de perclorato de francio. Esta coprecipitación puede emplearse para aislar el francio, adaptando el método de precipitación del radiocesio de Glendenin y Nelson. También coprecipita con otras sales de cesio como el yodato, el picrato, el tartrato (también con el tartrato de rubidio), el cloroplatinato y el silicowolframato. Otras coprecipitaciones se producen con el ácido silicowolfrámico y con el ácido perclórico, sin necesidad de que otro metal alcalino esté presente como portador, lo que posibilita otros métodos de separación para el francio.Casi todas las sales de francio son solubles en agua.

Aplicaciones

No hay aplicaciones comerciales para el francio debido a su escasez y a su inestabilidad. Sólo ha sido usado en tareas de investigación, tanto en el campo de la biología como en el de la estructura atómica. Se pensó que el francio podría servir de ayuda para el diagnóstico de enfermedades relacionadas con el cáncer; sin embargo, finalmente esta aplicación se ha considerado impracticable. La capacidad para sintetizar el francio, atraparlo y enfriarlo, junto con su estructura atómica relativamente simple, lo han convertido en sujeto de experimentación en espectroscopía especializada. Estos experimentos han conducido a la obtención de información más específica sobre los niveles energéticos y las constantes de acoplamiento entre partículas subatómicas. Estudios realizados sobre la luz emitida por iones de 210Fr atrapados por láser han arrojado datos precisos sobre las transiciones entre niveles energéticos atómicos. Se ha comprobado que estos resultados experimentales son bastante parecidos a los que predice la Teoría Cuántica.