Francio è l'elemento n. 87 nella tavola periodica. L'elemento può essere preparato bombardando il torio con i protoni. Una quantità estremamente piccola si trova naturalmente nei minerali di uranio, ma è così rara e radioattiva che non c'è mai stato abbastanza per vedere cosa sarebbe successo se un pezzo fosse caduto dentro acqua. Tuttavia, gli scienziati sanno con certezza che la reazione sarebbe energica, forse persino esplosiva.
Il frammento di francio si spezzerebbe, mentre la reazione con l'acqua produrrebbe idrogeno gassoso, idrossido di francio e molto calore. L'intera area sarebbe contaminata da materiale radioattivo.
Perché il francio reagisce così fortemente
Il motivo della forte reazione esotermica è perché il francio è un metallo alcalino. Mentre si sposta verso il basso la prima colonna della tavola periodica, la reazione tra i metalli alcalini e l'acqua diventa sempre più violenta, come segue:
- Una piccola quantità di litio galleggia sull'acqua e brucia.
- Il sodio brucia più facilmente.
- Il potassio si rompe, bruciando con una fiamma viola.
- Il rubidio si accende con una fiamma rossa.
- Il cesio rilascia abbastanza energia che anche un piccolo pezzo esplode in acqua.
- Il francio è sotto il cesio sul tavolo e reagirebbe più prontamente e violentemente.
Ciò si verifica perché ciascuno dei metalli alcalini è caratterizzato dall'avere un singolo elettrone di valenza. Questo elettrone reagisce facilmente con altri atomi, come quelli presenti nell'acqua. Quando si sposta verso il basso la tavola periodica, gli atomi diventano più grandi e l'elettrone di valenza solitaria è più facile da rimuovere, rendendo l'elemento più reattivo.
Inoltre, il francio è così radioattivo che si prevede che rilasci calore. Molte reazioni chimiche sono accelerate o potenziate dalla temperatura. Il francio introdurrebbe l'energia del suo decadimento radioattivo, che dovrebbe ingrandire la reazione con l'acqua.