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
modifierFrancium 223
modifierLe 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 :
Table des isotopes
modifier| 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− (99,99 %) | 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 | |
- Abréviations :
DC : désintégration par émission de cluster ;
TI : transition isomérique. - Isotopes stables en gras.
Remarques
modifier- 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
modifier- « Isotope data for Francium223 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le )
- (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, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- 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, no 6, , 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, no 11, , 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, , p. 3–128 (DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729....3A, lire en ligne [archive du ])
- (en) National Nuclear Data Center, « NuDat 2.1 database », Brookhaven National Laboratory (consulté en )
- (en) N. E. Holden et D. R. Lide (dir.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, , 85e 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||
| 6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | 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 |