Descubrimiento del Francio

El 7 de enero de 1939, Marguerite Perey, del Instituto Curie en París, descubrió el francio cuando purificaba una muestra de actinio-227.

Ya en 1870, los químicos pensaban que debería haber un metal alcalino más allá del cesio, con un número atómico de 87. Luego se le hizo referencia con el nombre provisional eka-cesium.

Los equipos de investigación intentaron localizar y aislar este elemento faltante, y se hicieron al menos cuatro afirmaciones falsas de que el elemento había sido encontrado antes de que se hiciera un descubrimiento auténtico.

Descubrimiento del Francio

Primeros intentos de detectar el francio

El químico soviético D. K. Dobroserdov fue el primer científico en afirmar haber encontrado eka-cesio o francio.

En 1925, observó una radiactividad débil en una muestra de potasio, otro metal alcalino, y concluyó incorrectamente que el ekacesio estaba contaminando la muestra (la radiactividad de la muestra era del radioisótopo de potasio natural, potasio-40).

Trampa magneto-óptica

Luego publicó una tesis sobre sus predicciones de las propiedades del ekacesio, en la que llamó al elemento russium en honor a su país de origen. Poco después, Dobroserdov comenzó a centrarse en su carrera docente en el Instituto Politécnico de Odessa, y no siguió con las investigaciones.

Al año siguiente, los químicos ingleses Gerald J. F. Druce y Frederick H. Loring analizaron fotografías de rayos X de sulfato de manganeso (II). Observaron líneas espectrales que presumieron ser de ekacesio. Anunciaron su descubrimiento del elemento 87 y propusieron el nombre de alcalinio, ya que sería el metal alcalino más pesado.

En 1930, Fred Allison, del Instituto Politécnico de Alabama, afirmó haber descubierto el elemento 87 al analizar la polucita y la lepidolita utilizando una trampa magneto-óptica.

Allison solicitó que se llamara virginium después de su estado natal de Virginia, junto con los símbolos Vi y Vm. En 1934, H.G. MacPherson de UC Berkeley refutó la efectividad del dispositivo de Allison y la validez de su descubrimiento.

Moldavium

En 1936, el físico rumano Horia Hulubei y su colega francesa Yvette Cauchois también analizaron la contaminación, esta vez utilizando su aparato de rayos X de alta resolución.

Observaron varias líneas de emisión débiles, que presumieron ser las del elemento 87. Hulubei y Cauchois informaron sobre su descubrimiento y propusieron el nombre de moldavium, junto con el símbolo Ml, en honor a Moldavia, la provincia rumana donde nació Hulubei.

Sello postal de Horia Hulubei, quien afirmo descubrir el eka-cesio, que llamó moldavium, Rumania, 2016
Sello postal de Horia Hulubei, quien afirmo descubrir el eka-cesio o moldavium, Rumania, 2016

En 1937, el trabajo de Hulubei fue criticado por el físico estadounidense F. H. Hirsh Jr., quien rechazó los métodos de investigación de Hulubei. Hirsh estaba seguro de que el eka-cesio no se encontraría en la naturaleza, y que Hulubei había observado líneas de rayos X de mercurio o bismuto.

Hulubei insistió en que su aparato y métodos de rayos X eran demasiado precisos para cometer tal error. Debido a esto, Jean Baptiste Perrin, ganador del Premio Nobel y mentor de Hulubei, respaldó el moldavium como el verdadero eka-cesio sobre el francio recientemente descubierto de Marguerite Perey.

Marguerite Perey y su descubrimiento

Marguerite Perey se esforzó por ser precisa y detallada en sus críticas al trabajo de Hulubei, y finalmente fue acreditada como la única descubridora del elemento 87. Todos los demás descubrimientos previstos del elemento 87 fueron descartados debido a la vida media muy limitada del francio.

El 7 de enero de 1939, Marguerite Perey, en el Instituto Curie en París, descubrió el eka-cesio cuando purificó una muestra de actinio-227 que, según se informó, tenía una energía de descomposición de 220 keV.

Perey notó partículas de descomposición con un nivel de energía por debajo de 80 keV. Perey pensó que esta actividad de descomposición podría haber sido causada por un producto de descomposición previamente no identificado, que se separó durante la purificación, pero surgió nuevamente del actinio-227 puro.

Diversas pruebas eliminaron la posibilidad de que el elemento desconocido hubieran sido torio, radio, plomo, bismuto o talio. El nuevo producto exhibió propiedades químicas de un metal alcalino (como la coprecipitación con sales de cesio), lo que llevó a Perey a creer que era el elemento 87, producido por la desintegración alfa del actinio-227.

Luego, Perey intentó determinar la proporción de desintegración beta a desintegración alfa en actinio-227. Su primera prueba puso la ramificación alfa en 0.6%, una cifra que luego revisó al 1%.

Marguerite perey
Marguerite perey, descubridora del Francio

Perey nombró el nuevo isótopo actinio-K (ahora se conoce como francio-223) y en 1946, propuso el nombre de catio (Cm) para su elemento recién descubierto, ya que creía que era el catión más electropositivo de los elementos, pero, Irène Joliot-Curie, una de las supervisoras de Perey, se opuso al nombre debido a la relación de este nombre con gato en lugar de catión; Además, el símbolo coincidía con el que desde entonces había sido asignado al curio.

Marguerite luego sugirió francio, en honor a Francia. Este nombre fue adoptado oficialmente por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) en 1949, convirtiéndose en el segundo elemento después del galio que lleva el nombre de Francia.

Se le asignó el símbolo Fa, pero esta abreviatura se revisó al actual Fr poco después. El francio fue el último elemento descubierto en la naturaleza, después del hafnio y el renio.

Sylvain Lieberman y su equipo del CERN llevaron a cabo más investigaciones sobre la estructura del francio, entre otros, en los años setenta y ochenta.

Para más información The Element Francium