Isotopes du francium

Le francium (Fr, numéro atomique 87) ne possède aucun isotope stable, et donc aucune masse atomique standard ne peut lui être attribué. Son radioisotope avec la plus grande durée de vie est le francium 223 (^223Fr) qui possède une demi-vie de 22 minutes ; c'est aussi le seul isotope naturellement présent, à l'état de traces, comme produit de désintégration intermédiaire de l'uranium 235 (^235U).

De tous les éléments dont les isotopes les plus stables ont été identifiés avec certitude, le francium est le plus instable. Seuls les éléments de numéro atomique supérieur ou égal à 106 (seaborgium) ont leur isotope le plus stable connu de durée de vie inférieure à celui du francium ; cependant, seul un petit nombre d'isotopes de ces éléments ont été découverts, il y a donc une possibilité qu'il existe des isotopes encore inconnus avec une demi-vie plus longue.

Isotopes notables

Francium 223

Le francium 223 était historiquement appelé « Actinium K » car il est le produit de désintégration alpha de l'actinium 227 (cette voie est minoritaire par rapport à la désintégration bêta) dans la chaîne de désintégration de l'uranium 235.

Place du francium[1] dans la chaîne de désintégration de ^235U :

${\displaystyle \mathrm {{}_{\ 92}^{235}U{\xrightarrow[{7,038\times 10^{8}\ a}]{\alpha }}{}_{\ 90}^{231}Th{\xrightarrow[{25,52\ h}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 91}^{231}Pa{\xrightarrow[{3,276\times 10^{4}\ a}]{\alpha }}{}_{\ 89}^{227}Ac{\begin{Bmatrix}{{\xrightarrow[{21,773\ a}]{98,62\%\beta ^{-}\ }}{}_{\ 90}^{227}Th{\xrightarrow[{18,718\ j}]{\alpha }}}\\{{\xrightarrow[{21,773\ a}]{1,38\%\alpha }}{}_{\ 87}^{223}Fr{\xrightarrow[{21,8\ min}]{\beta ^{-}\ }}}\end{Bmatrix}}{}_{\ 88}^{223}Ra} }$

Table des isotopes

Symbole de l'isotope	Z (p)	N (n)	masse isotopique	Demi-vie	Mode(s) de désintégration[2],[n 1]	Isotope(s)-fils[n 2]	Spin nucléaire
	Énergie d'excitation
^199Fr	87	112	199,00726(4)	16(7) ms			1/2+#
^200Fr	87	113	200,00657(8)	24(10) ms	α	^196At	3+#
^200mFr	60(110) keV			650(210) ms	α	^196At	10-#
					TI (rare)	^200Fr
^201Fr	87	114	201,00386(8)	67(3) ms	α (99 %)	^197At	(9/2-)
					β^+ (1 %)	^201Rn
^202Fr	87	115	202,00337(5)	290(30) ms	α (97 %)	^198At	(3+)
					β^+ (3 %)	^202Rn
^202mFr	330(90)# keV			340(40) ms	α (97 %)	^198At	(10-)
					β^+ (3 %)	^202Rn
^203Fr	87	116	203,000925(17)	0,55(2) s	α (95 %)	^199At	(9/2-)#
					β^+ (5 %)	^203Rn
^204Fr	87	117	204,000653(26)	1,7(3) s	α (96 %)	^200At	(3+)
					β^+ (4 %)	^204Rn
^204m1Fr	50(4) keV			2,6(3) s	α (90 %)	^200At	(7+)
					β^+ (10 %)	^204Rn
^204m2Fr	326(4) keV			1,7(6) s			(10-)
^205Fr	87	118	204,998594(8)	3,80(3) s	α (99 %)	^201At	(9/2-)
					β^+ (1 %)	^205Rn
^206Fr	87	119	205,99867(3)	~16 s	β^+ (58 %)	^206Rn	(2+,3+)
					α (42 %)	^202At
^206m1Fr	190(40) keV			15,9(1) s			(7+)
^206m2Fr	730(40) keV			700(100) ms			(10-)
^207Fr	87	120	206,99695(5)	14,8(1) s	α (95 %)	^203At	9/2-
					β^+ (5 %)	^207Rn
^208Fr	87	121	207,99714(5)	59,1(3) s	α (90 %)	^204At	7+
					β^+ (10 %)	^208Rn
^209Fr	87	122	208,995954(16)	50,0(3) s	α (89 %)	^205At	9/2-
					β^+ (11 %)	^209Rn
^210Fr	87	123	209,996408(24)	3,18(6) min	α (60 %)	^206At	6+
					β^+ (40 %)	^210Rn
^211Fr	87	124	210,995537(23)	3,10(2) min	α (80 %)	^207At	9/2-
					β^+ (20 %)	^211Rn
^212Fr	87	125	211,996202(28)	20,0(6) min	β^+ (57 %)	^212Rn	5+
					α (43 %)	^208At
^213Fr	87	126	212,996189(8)	34,6(3) s	α (99,45 %)	^209At	9/2-
					β^+ (0,55 %)	^213Rn
^214Fr	87	127	213,998971(9)	5,0(2) ms	α	^210At	(1-)
^214m1Fr	123(6) keV			3,35(5) ms	α	^210At	(8-)
^214m2Fr	638(6) keV			103(4) ns			(11+)
^214m3Fr	6477+Y keV			108(7) ns			(33+)
^215Fr	87	128	215,000341(8)	86(5) ns	α	^211At	9/2-
^216Fr	87	129	216,003198(15)	0,70(2) µs	α	^212At	(1-)
					β^+ (2 × 10^−7 %)	^216Rn
^217Fr	87	130	217,004632(7)	16,8(19) µs	α	^213At	9/2-
^218Fr	87	131	218,007578(5)	1,0(6) ms	α	^214At	1-
^218m1Fr	86(4) keV			22,0(5) ms	α	^214At
					TI (rare)	^218Fr
^218m2Fr	200(150)# keV						high
^219Fr	87	132	219,009252(8)	20(2) ms	α	^215At	9/2-
^220Fr	87	133	220,012327(4)	27,4(3) s	α (99,65 %)	^216At	1+
					β^− (0,35 %)	^220Ra
^221Fr	87	134	221,014255(5)	4,9(2) min	α (99,9 %)	^217At	5/2-
					β^− (0,1 %)	^221Ra
					DC (8,79×^−11 %)	^207Tl ^14C
^222Fr	87	135	222,017552(23)	14,2(3) min	β^−	^222Ra	2-
^223Fr	87	136	223,0197359(26)	22,00(7) min	β^− (99,994 %)	^223Ra	3/2(-)
					α (0,006 %)	^219At
^224Fr	87	137	224,02325(5)	3,33(10) min	β^−	^224Ra	1-
^225Fr	87	138	225,02557(3)	4,0(2) min	β^−	^225Ra	3/2-
^226Fr	87	139	226,02939(11)	49(1) s	β^−	^226Ra	1-
^227Fr	87	140	227,03184(11)	2,47(3) min	β^−	^227Ra	1/2+
^228Fr	87	141	228,03573(22)#	38(1) s	β^−	^228Ra	2-
^229Fr	87	142	229,03845(4)	50,2(4) s	β^−	^229Ra	(1/2+)#
^230Fr	87	143	230,04251(48)#	19,1(5) s	β^−	^230Ra
^231Fr	87	144	231,04544(50)#	17,6(6) s	β^−	^231Ra	(1/2+)#
^232Fr	87	145	232,04977(69)#	5(1) s	β^−	^232Ra

1. Abréviations :
   DC : désintégration par émission de cluster ;
   TI : transition isomérique.
2. Isotopes stables en gras.

Remarques

• Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
• Les incertitudes sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent incertitudes élargies.

Notes et références

1. « Isotope data for Francium223 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 14 mars 2016)
2. (en) Universal Nuclide Chart

• Masse des isotopes depuis :
  • (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
• Compositions isotopiques et masses atomiques standards :
  • (en) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor, « Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 75, n^o 6,‎ 2003, p. 683–800 (DOI 10.1351/pac200375060683, lire en ligne)
  • (en) M. E. Wieser, « Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) », Pure and Applied Chemistry, vol. 78, n^o 11,‎ 2006, p. 2051–2066 (DOI 10.1351/pac200678112051, résumé, lire en ligne)
• Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :
  • (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon, « The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties », Nuclear Physics A, vol. 729,‎ 2003, p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du 23 septembre 2008])
  • (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en septembre 2005)
  • (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 2004, 85^e éd., 2712 p. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne), « Table of the Isotopes », Section 11

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Isotopes of francium » (voir la liste des auteurs).

1

H

He

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Li

Be

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C

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Na

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K

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Sc

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V

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Mn

Fe

Co

Ni

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Zn

Ga

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Nb

Mo

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In

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Sb

Te

I

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6

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Ce

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Nd

Pm

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Ho

Er

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Lu

Hf

Ta

W

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Bi

Po

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7

Fr

Ra

Ac

Th

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U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Cn

Nh

Fl

Mc

Lv

Ts

Og

Tableau périodique des isotopes