Francium ist Element Nr. 87 im Periodensystem. Das Element kann hergestellt werden, indem Thorium mit Protonen beschossen wird. Eine extrem kleine Menge kommt natürlicherweise in Uranmineralien vor, ist aber so selten und radioaktiv dass es nie genug davon gegeben hat, um tatsächlich zu sehen, was passieren würde, wenn ein Stück hineingefallen wäre Wasser. Wissenschaftler wissen jedoch mit Sicherheit, dass die Reaktion energetisch und möglicherweise sogar explosiv sein würde.
Das Stück Francium würde auseinanderblasen, während die Reaktion mit Wasser Wasserstoffgas, Franciumhydroxid und viel Wärme erzeugen würde. Das gesamte Gebiet wäre mit radioaktivem Material kontaminiert.
Warum Francium so stark reagiert
Das Grund für die starke exotherme Reaktion ist, weil Francium ein Alkalimetall ist. Wenn Sie die erste Spalte des Periodensystems entlanggehen, wird die Reaktion zwischen den Alkalimetallen und Wasser wie folgt zunehmend heftiger:
- Eine kleine Menge Lithium schwimmt auf Wasser und brennt.
- Natrium brennt leichter.
- Kalium zerbricht und brennt mit einer violetten Flamme.
- Rubidium entzündet sich mit einer roten Flamme.
- Cäsium setzt genug Energie frei, dass selbst ein kleines Stück im Wasser explodiert.
- Francium liegt unter Cäsium auf dem Tisch und würde leichter und heftiger reagieren.
Dies tritt auf, weil jedes der Alkalimetalle durch ein einzelnes Valenzelektron gekennzeichnet ist. Dieses Elektron reagiert leicht mit anderen Atomen, beispielsweise in Wasser. Wenn Sie sich im Periodensystem nach unten bewegen, werden die Atome größer und das einzelne Valenzelektron lässt sich leichter entfernen, wodurch das Element reaktiver wird.
Darüber hinaus ist Francium so radioaktiv, dass erwartet wird, dass es Wärme abgibt. Viele chemische Reaktionen werden durch die Temperatur beschleunigt oder verstärkt. Francium würde die Energie seines radioaktiven Zerfalls eingeben, was die Reaktion mit Wasser voraussichtlich verstärken wird.