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 dans la chaîne de désintégration de 235U :

Table des isotopes

Symbolede l'isotope Z (p) N (n) masse isotopique Demi-vie Mode(s) dedésintégration Universal Nuclide ChartAbréviations :DC : désintégration par émission de cluster ;TI : transition isomérique. Isotope(s)-filsIsotopes stables en gras. 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) keV650(210) ms α 196At10-# TI (rare) 200Fr201Fr 87 114201,00386(8)67(3) ms α (99 %) 197At(9/2-) β+ (1 %) 201Rn202Fr 87 115202,00337(5)290(30) ms α (97 %) 198At(3+) β+ (3 %) 202Rn 202mFr 330(90)# keV340(40) ms α (97 %) 198At(10-) β+ (3 %) 202Rn203Fr 87 116203,000925(17)0,55(2) s α (95 %) 199At(9/2-)# β+ (5 %) 203Rn204Fr 87 117204,000653(26)1,7(3) s α (96 %) 200At(3+) β+ (4 %) 204Rn 204m1Fr 50(4) keV2,6(3) s α (90 %) 200At(7+) β+ (10 %) 204Rn 204m2Fr 326(4) keV 1,7(6) s (10-)205Fr 87 118204,998594(8)3,80(3) s α (99 %) 201At(9/2-) β+ (1 %) 205Rn206Fr 87 119205,99867(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 120206,99695(5)14,8(1) s α (95 %) 203At9/2- β+ (5 %) 207Rn208Fr 87 121207,99714(5)59,1(3) s α (90 %) 204At7+ β+ (10 %) 208Rn209Fr 87 122208,995954(16)50,0(3) s α (89 %) 205At9/2- β+ (11 %) 209Rn210Fr 87 123209,996408(24)3,18(6) min α (60 %) 206At6+ β+ (40 %) 210Rn211Fr 87 124210,995537(23)3,10(2) min α (80 %) 207At9/2- β+ (20 %) 211Rn212Fr 87 125211,996202(28)20,0(6) min β+ (57 %) 212Rn5+ α (43 %) 208At213Fr 87 126212,996189(8)34,6(3) s α (99,45 %) 209At9/2- 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 129216,003198(15)0,70(2) µs α 212At(1-) β+ () 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) keV22,0(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 133220,012327(4)27,4(3) s α (99,65 %) 216At1+ β− (0,35 %) 220Ra221Fr 87 134221,014255(5)4,9(2) min α (99,9 %) 217At5/2- β− (0,1 %) 221Ra DC (8,79×−11 %) 207Tl14C 222Fr 87 135 222,017552(23) 14,2(3) min β− 222Ra 2-223Fr 87 136223,0197359(26)22,00(7) min β− (99,994 %) 223Ra3/2(-) 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

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

Masse des isotopes depuis :

Compositions isotopiques et masses atomiques standards :

Demi-vies, spins et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes :

Francium